本申请基于2016年3月25日于日本申请的特愿2016-062322号主张优先权，并在此引用这些内容。
本发明涉及光纤光栅的制造装置及制造方法。
背景技术：
光纤光栅在光纤的芯部形成有周期性的折射率变化(光栅)，也称为fbg(fiberbragggrating：光纤布拉格光栅)。这样的光纤光栅具有仅反射与光栅的周期对应的波长(布拉格波长)的光这种特性，在传感检测领域、加工领域、通信领域、其他各种领域中广泛使用。
作为光纤光栅的制造方法的代表例，可举出：相位掩模法和双束干涉法。相位掩模法，是在光纤的侧方配置相位掩模，通过将使紫外区域的激光照射于相位掩模而获得的衍射光(±1阶衍射光)的干涉光照射于光纤的芯部，从而在光纤的芯部形成光栅的方法。另外，双束干涉法，是通过将紫外区域的激光分支为两束，使分支的激光在光纤的芯部的位置处形成干涉，从而在光纤的芯部形成光栅的方法。
以下的专利文献1～6公开有光纤光栅的现有的制造装置或制造方法。例如，以下的专利文献1公开有未除去光纤的被覆而从被覆上照射激光，通过透过了被膜的激光而形成光栅的制造装置。另外，以下的专利文献2公开有未除去光纤的被覆而从被覆上照射激光，通过照射的激光将被覆除去而形成光栅的制造方法。
专利文献1：日本国特开2007-114534号公报
专利文献2：日本国特开2006-099012号公报
专利文献3：日本国特开2004-055638号公报
专利文献4：日本国特开2003-202433号公报
专利文献5：日本国特开2000-089045号公报
专利文献6：日本国特开2002-333534号公报
然而，在使用上述的相位掩模法和双束干涉法的任一个方法的情况下，能够一次形成光栅的长度均受到限制。在跨光纤的长边方向整个范围地制作多个这样的光栅时，重复如下动作：在光纤的某个位置形成了光栅之后，以预先决定了的长度送出光纤，在光纤的下一个位置形成光栅。光栅有时无间隙(无间断)连续地形成，也有时隔开恒定的间隔地形成，但在哪种情况下，均重复上述的动作。
在对于光纤形成多个光栅时，需要使光纤相位掩模的位置、以及各光栅相对于光纤的长边方向所处的位置以较高的精度定位，需要在光栅的形成中不产生光纤的位置偏移。光纤的定位精度需要成为例如相对于预先规定了的基准位置的位置误差为数μm以下的程度的精度。这样做的理由在于，由于若定位精度较差，则会如下如下问题：例如在光纤上连续地形成光栅的情况下，在先形成的光栅与接下来形成的光栅之间产生间隙，或者它们的重叠变大，从而光纤光栅的特性恶化。特别是，在形成连续的多个光栅的情况下，会因各光栅间的间隙使连续性受损，或是光栅的重叠等原因，受到多重反射的影响，无法进行反射光的正确的测定。
可以认为若使用上述的专利文献1～4所公开的制造方法等，则能够形成光栅。然而，在上述的专利文献1～4中，几乎没有考虑光纤的定位精度，因此，可以认为制造沿光纤长边方向以较高位置精度多个配置的光纤光栅较困难。例如，在上述的专利文献1中，作为将光纤沿着长边方向插拔的位置精度，可举出±1cm以下，在这样的精度下在光纤上无间隙连续地制造光栅中是较困难的。
技术实现要素：
本发明是鉴于上述状况而完成的，提供能够提高光栅形成时的定位精度，由此能够制造具有良好的特性的光纤光栅的光纤光栅的制造装置及制造方法。
本发明的第一方式是对光纤照射激光而在所述光纤的芯部形成光栅的光纤光栅的制造装置，其具备：固定装置，其在形成所述光栅的情况下，在所述光纤的搬运方向上，在比所述激光对所述光纤形成照射的照射位置靠上游侧的第一位置和比所述激光对所述光纤形成照射的照射位置靠下游侧的第二位置中至少一个位置对所述光纤进行固定；和输送装置，其构成为，能够向所述搬运方向进行直线的往复移动，在解除了由所述固定装置对所述光纤形成的固定的情况下，将所述光纤向所述搬运方向输送规定的长度。
对于本发明的第二方式而言，在所述第一方式的光纤光栅的制造装置中，所述输送装置具备：固定部，其具有向所述搬运方向延伸的引导件；活动部，其能够沿着所述引导往复移动；以及把持部，其安装于所述活动部而把持所述光纤。
对于本发明的第三方式而言，在所述第二方式的光纤光栅的制造装置中，所述输送装置具备：安装于所述活动部而照射激光的照射部。
对于本发明的第四方式而言，在所述第三方式的光纤光栅的制造装置中，所述把持部在所述活动部向所述搬运方向移动时把持所述光纤，所述活动部在所述把持部未把持所述光纤的状态下在沿着所述光纤的长边方向的方向上移动，所述照射部对于在所述照射位置配置的相位掩模照射激光。
对于本发明的第五方式而言，在所述第一～第四方式中任一个方式的光纤光栅的制造装置中，具备：送出机，其送出所述光纤；和收卷机，其收卷形成了所述光栅的所述光纤。
对于本发明的第六方式而言，在所述第一～第五方式中任一个方式的光纤光栅的制造装置中，具备：第一张力施加机，其配置得比所述第一位置靠上游侧，并施加赋予所述光纤的张力；和第二张力施加机，其配置得比所述第二位置靠下游侧，并施加赋予所述光纤的张力。
对于本发明的第七方式而言，在所述第六方式的光纤光栅的制造装置中，所述第一张力施加机和所述第二张力施加机分别具备：一对固定带轮，它们被支承为能够转动并供所述光纤挂绕；和活动带轮，其能够转动，在所述一对固定带轮之间的下方供所述光纤挂绕半周。
对于本发明的第八方式而言，在所述第七方式的光纤光栅的制造装置中，所述第一张力施加机和所述第二张力施加机分别具备：载荷可变机构，该载荷可变机构与所述活动带轮连结，能够对施加于所述光纤的载荷进行调整。
对于本发明的第九方式而言，在所述第八方式的光纤光栅的制造装置中，所述载荷可变机构具备：载荷测定机构，其对施加于所述光纤的载荷进行测定；和载荷施加机构，其用于对所述光纤施加载荷，通过与所述载荷测定机构的测定结果对应地控制所述载荷施加机构，来对施加于所述光纤的载荷进行调整。
本发明的第十方式是光纤光栅的制造方法，在光纤的搬运方向上，在比对所述光纤照射的激光的照射位置靠上游侧的第一位置和在比对所述光纤照射的激光的照射位置靠下游侧的第二位置中至少一个位置，对所述光纤进行固定，用以在光纤的芯部形成光栅，在所述照射位置照射所述激光，解除在所述第一位置和所述第二位置处的对所述光纤的固定，通过被构成为能够向所述搬运方向进行直线的往复移动的输送装置，将所述光纤向所述搬运方向以规定的长度输送。
对于本发明的第十一方式而言，在所述第十方式的光纤光栅的制造方法中，在所述输送装置设置有照射激光的照射部，在所述激光的照射中，使所述输送装置在沿着所述光纤的长边方向的方向上移动，将来自所述照射部的激光照射于在所述照射位置配置的相位掩模。
对于本发明的第十二方式而言，在所述第十或者第十一方式的光纤光栅的制造方法中，在固定所述光纤之前，将与所述规定的长度对应的长度的光纤从送出机向第一张力施加机送出，并且从第二张力施加机收卷于收卷机，其中，所述第一张力施加机配置得比所述第一位置靠上游侧，施加赋予所述光纤的张力，所述第二张力施加机配置得比所述第二位置靠下游侧，施加赋予所述光纤的张力。
对于本发明的第十三方式而言，在所述第十～第十二方式中任一个方式的光纤光栅的制造方法中，在所述激光的照射结束后直至再次开始所述光纤的固定之前为止的这段期间，对施加于所述光纤的载荷进行调整。
对于本发明的第十四方式而言，在所述第十三方式的光纤光栅的制造方法中，在所述载荷的调整中，对施加于所述光纤的载荷进行测定，与所述载荷的测定结果对应地控制施加于所述光纤的载荷。
根据所述本发明的方式，在光纤的搬运方向上，在比对光纤照射激光的照射位置靠的上游侧的第一位置和比对光纤照射激光的照射位置靠下游侧的第二位置中至少一个位置，对光纤进行固定，形成光栅，解除在第一位置和第二位置处的对光纤的固定之后，通过被构成为能够向搬运方向进行直线的往复移动的输送装置，将光纤向搬运方向输送规定的长度。因此，能够提高光栅形成时的定位精度等，由此能够制造具有良好的特性的光纤光栅。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的光纤光栅的制造装置的结构的图。
图2是对使用了本发明的第一实施方式的相位掩模的光栅的形成方法进行说明的图。
图3是表示本发明的第一实施方式的光纤光栅的制造方法的一个例子的流程图。
图4是表示制造光纤光栅时的光纤光栅的制造装置的各状态的图。
图5是表示制造光纤光栅时的光纤光栅的制造装置的各状态的图。
图6是表示本发明的第二实施方式的光纤光栅的制造装置的结构的图。
图7是表示本发明的第二实施方式的光纤光栅的制造方法的一个例子的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的光纤光栅的制造装置及制造方法详细地进行说明。
第一实施方式
(光纤光栅的制造装置)
图1是表示本发明的第一实施方式的光纤光栅的制造装置的结构的图。如图1所示那样，本实施方式的光纤光栅的制造装置1具备：送出机10、浮辊单元20(第一张力施加机)、掩模单元30、夹紧装置40(固定装置)、光纤输送装置50(输送装置)、浮辊单元60(第二张力施加机)以及收卷机70。制造装置1沿图1中的搬运方向d1间歇地搬运光纤fb，并且在光纤fb的芯部c形成光栅g(参照图2)。
送出机10配置于光纤fb的搬运方向d1上的最上游位置，在未图示的控制装置的控制下，将未形成有光栅g的光纤fb送出。例如，送出机10具备：收卷有未形成有光栅g的光纤fb的卷盘11，通过仅以由未图示的控制装置指示的旋转量，使卷盘11旋转，从而仅以恒定的长度间歇地送出未形成有光栅g的光纤fb。送出机10送出光纤fb的情况下的送出速度(线速度)例如为数m/min左右。
光纤fb例如是具有圆柱状的芯部、覆盖芯部的外侧表面的圆筒状的包层、以及覆盖包层的外侧表面的圆筒状的被覆的光纤(单芯光纤)。光纤fb也可以是具有多个芯部的多芯光纤。另外，光纤fb可以是单包层光纤，也可以是双包层光纤。单包层光纤是覆盖芯部的外侧表面的圆筒状的包层为一层的光纤，双包层光纤是具有覆盖芯部的外侧表面的圆筒状的包层(内包层)、和覆盖内包层的外侧表面的圆筒状的包层(外包层)的光纤。另外，光纤fb也可以未设置有被覆。
浮辊单元20设置得比送出机10的设置位置靠下游侧(光纤fb的搬运方向d1上的下游侧)，在掩模单元30的上游侧，对光纤fb施加恒定的张力。具体而言，浮辊单元20具备：一对固定带轮21a、21b，它们被支承为能够转动，供光纤fb挂绕；和活动带轮22，其能够转动，在一对固定带轮21a、21b之间的下方，供光纤fb挂绕半周。从送出机10送出的光纤fb依次挂绕于固定带轮21a、活动带轮22以及固定带轮21b。
固定带轮21a、21b位置固定，，活动带轮22在上下方向(铅垂上下方向)的位置可变。具体而言，活动带轮22与由送出机10形成的光纤fb的送出、以及由光纤输送装置50形成的光纤fb的向搬运方向d1的输送对应地，或是向下方移动，或是向上方移动。在活动带轮22设置有托盘23，通过变更载置于托盘23的重物，能够改变赋予光纤fb的张力。赋予光纤fb的张力是与将活动带轮22、托盘23、以及载置于托盘23的重物的重量相加而获得的重量的一半的重量对应的张力。
在设置这样的浮辊单元20而对光纤fb形成光栅g时，精密地控制光纤fb的张力。换句话说，若使在由张力的变动引起光纤fb形成了伸展的状态或是由张力的变动引起光纤fb形成了收缩的状态下形成光栅g，则形成具有与本来的周期不同的周期的光栅g。为了避免该状况，通过浮辊单元20来精密地控制光纤fb的张力。例如，对于包层的直径为125μm的石英光纤而言，由于1gf的张力变动会使布拉格波长以约17pm左右发生变化，因此为了制造特性好的光纤光栅，需要使张力变动成为数gf以下。1gf约为9.81×10-3n。
掩模单元30是设置得比浮辊单元20的设置位置靠下游侧，对光纤fb照射激光而在光纤fb的芯部c形成光栅g的单元。掩模单元30安装在台座bs上。掩模单元30具备在向搬运方向d1搬运的光纤fb的侧方配置的相位掩模m(参照图2)，通过将使紫外区域的激光照射于相位掩模而获得的衍射光(±1阶衍射光)的干涉光照射于光纤的芯部，从而在光纤fb的芯部c形成光栅g。
图2是对使用了本发明的第一实施方式的相位掩模的光栅的形成方法进行说明的图。如图2所示那样，相位掩模m在向搬运方向d1搬运的光纤fb的侧方(图2所示的例子中，光纤fb的上方)，相对于光纤fb的侧面隔开预先规定的间隔地配置。对于掩模单元30而言，对相位掩模m照射紫外区域的激光lb。由此，产生作为+1阶衍射光和-1阶衍射光的子光束lb1，这些子光束lb1的干涉光照射于光纤fb的芯部c，从而在光纤fb的芯部c形成光栅g。作为照射于相位掩模m的激光lb，例如能够使用从准分子激光器射出的波长240～360nm左右的激光，其能量密度例如为5w/cm2～15w/cm2左右。
与掩模单元30相同，夹紧装置40安装在台座bs上，在进行在光纤fb的芯部c上形成光栅g的情况下，在未图示的控制装置的控制下固定光纤fb。夹紧装置40防止在光栅g的形成过程中的光纤fb的位置偏移，为了制造具有良好的特性的光纤光栅而设置。
具体而言，夹紧装置40具备两个夹紧器40a、40b。夹紧器40a设置得比掩模单元30靠上游侧(光纤fb的搬运方向d1的上游侧)且比浮辊单元20靠下游侧的规定位置(第一位置)。夹紧器40b设置得比掩模单元30靠下游侧且比光纤输送装置50靠上游侧的规定位置(第二位置)。夹紧器40a、40b的具体的设置位置是考虑光纤fb的定位精度等而适当地设定的。
光纤输送装置50设置得比掩模单元30和夹紧装置40的设置位置靠下游侧。光纤输送装置50构成为能够朝向搬运方向d1进行直线的往复移动，在由夹紧装置40对光纤fb形成的固定被解除的情况下，在未图示的控制装置的控制下，将光纤fb向搬运方向d1输送规定的长度。例如，在光纤fb上无间隙(无间断)连续地形成光栅g的情况下，光纤输送装置50将光纤fb向搬运方向d1输送与相位掩模m在搬运方向d1上的长度相对应的量。光纤输送装置50将光纤fb向搬运方向d输送的情况下的速度(线速度)例如为数m/min左右。
光纤输送装置50具备固定工作台51(固定部)、活动工作台52(活动部)、夹紧器53(把持部)以及照射单元54(照射部)。固定工作台51具有沿搬运方向d1延伸的直线状的引导件，例如设置于地面。活动工作台52构成为能够沿着固定工作台51的引导件(沿着光纤fb的搬运方向)往复移动。光纤输送装置50的单位刻度(定位精度)为数μm左右以下。活动工作台52也可以具备：被构成为能够沿着固定工作台51的引导件移动的第一工作台、和构成为能够相对于第一工作台绕沿上下方向延伸的轴转动的第二工作台。
夹紧器53安装于活动工作台52的上部，在未图示的控制装置的控制下把持(固定)光纤fb。具体而言，夹紧器53在活动工作台52向搬运方向d1移动(光纤fb沿搬运方向d1输送)时，把持光纤fb。在光纤fb未被光纤输送装置50向搬运方向d1输送的情况下，光纤fb不被夹紧器53把持。
照射单元54具备：例如对从用于射出波长240nm～360nm左右的激光的准分子激光器射出的光进行反射的反射镜，从射出部54a向与相位掩模m大致垂直的方向射出激光lb(参照图2)。照射单元54安装于活动工作台52，在活动工作台52向与光纤fb的搬运方向d1相反的方向移动时，对设置在掩模单元30的相位掩模m照射激光lb。激光lb的照射于相位掩模m的宽度(搬运方向d1上的长度)小于相位掩模m的在搬运方向d1上的长度，因此通过边使照射单元54移动边将激光lb照射于相位掩模m，来使激光lb照射于相位掩模m的整个表面。这样，在活动工作台52向与光纤fb的搬运方向d1相反的方向移动时，通过对相位掩模m照射激光lb，从而活动工作台52的不必要的移动消失，因此能够提高生产效率。准分子激光器也可以具备于照射单元54，在使用反射镜的情况下，准分子激光器也可以具备于其他位置。从照射单元54射出的激光lb的宽度(在搬运方向d1上的长度)例如为5mm左右，照射时的激光lb的移动速度例如为0.5mm/sec～2mm/sec左右。
像这样，使用光纤输送装置50来进行光纤fb的向搬运方向d1的输送，从而提高光栅g的形成时的光纤fb的定位精度。通过对送出机10的卷盘11和收卷机70的卷盘71(后述)的旋转量进行控制，也能够以一定程度的精度进行定位。然而，这时需要考虑与在卷盘11、71上的圈数对应的光纤fb的收卷直径等，来控制旋转量，故实现由光纤输送装置50获得的定位精度较困难。在光纤输送装置50的活动工作台52上安装有照射单元54，因此与在分开独立的工作台上驱动光纤输送装置与照射单元的情况相比，这样做能够减少它们相互的位置偏移的理由，照射单元54的定位也能够以较高的精度进行。
浮辊单元60设置得比光纤输送装置50的设置位置靠下游侧，在掩模单元30的下游侧，对光纤fb施加恒定的张力。具体而言，浮辊单元60是与浮辊单元20相同的结构，具备：一对固定带轮61a、61b，它们被支承为能够转动，供光纤fb挂绕；和活动带轮62，其能够转动，在一对固定带轮61a、61b之间的下方，供光纤fb挂绕半周。光纤fb依次挂绕于固定带轮61a、活动带轮62以及固定带轮61b。
固定带轮61a、61b位置固定，但活动带轮62在上下方向(铅垂上下方向)的位置可变。具体而言，活动带轮62与由光纤输送装置50形成的光纤fb的向搬运方向d1的输送、和由收卷机70形成的光纤fb的收卷对应地，或是向下方移动，或是向上方移动。在活动带轮62设置有托盘63，通过变更载置于托盘63的重物，能够改变赋予光纤fb的张力。赋予光纤fb的张力是与将活动带轮62、托盘63、以及载置于托盘63的重物的重量相加而获得的重量的一半的重量对应的张力。设置这样的浮辊单元60的理由与设置浮辊单元20的理由相同。
收卷机70配置于光纤fb的搬运方向d1上的最下游位置，在未图示的控制装置的控制下，对形成有光栅g的光纤fb进行收卷。例如，收卷机70具备与送出机10所具备的卷盘11相同的卷盘71，通过以由未图示的控制装置指示的旋转量使卷盘71旋转，从而使形成有光栅g的光纤fb以恒定的长度间歇地收卷。收卷机70收卷光纤fb的情况下的收卷速度(线速度)例如为数m/min左右。
(光纤光栅的制造方法)
图3是表示本发明的第一实施方式的光纤光栅的制造方法的一个例子的流程图。图4、图5是表示制造光纤光栅时的光纤光栅的制造装置的各状态的图。图3所示的流程图的处理依光纤光栅的制造开始而开始，反复执行直至光纤光栅的制造结束为止。在图4、图5中，省略设置于浮辊单元20、60的托盘23、63的图示。以下，为了容易理解，将使布拉格波长相同的光栅g无间隙(无间断)连续地形成于光纤fb的情况列举为例子进行说明。
若开始制造光纤光栅，则首先进行原点复位(步骤s11)。此处，原点复位是指光纤光栅的制造装置1为了在光纤fb形成光栅g所需要的初始状态(图4的(a)所示的状态)。对于原点复位而言，通过设置于光纤光栅的制造装置1上的未图示的控制装置来控制送出机10和收卷机70，将恒定的长度的光纤fb从送出机10送出，恒定的长度的光纤fb收卷于收卷机70。光纤fb从送出机10送出的长度、以及光纤fb由于送出机10而收卷的长度例如是相位掩模m的在搬运方向d1上的长度(例如，数十～百mm左右)。
具体而言，从送出机10，对于浮辊单元20，以恒定的速度(例如，数m/min左右的速度)，送出恒定的长度的量的光纤fb。由此，设置于浮辊单元20的活动带轮22，如图4的(a)所示那样，以与从送出机10送出的光纤fb的长度对应的量(准确而言，送出的长度的一半的距离)，向下方移动。即使从送出机10将恒定的长度的光纤fb送出，活动带轮22也不会使光纤fb与地面(设置有送出机10、台座sb等的地面)接触。
另外，挂绕于浮辊单元60的恒定的长度的光纤fb以恒定的速度(例如，数m/min左右的速度)收卷于收卷机70。由此，如图4的(a)所示那样，设置于浮辊单元60的活动带轮62以与由收卷机70收卷了的光纤fb的长度对应的量(准确而言，收卷了的长度的一半的距离)向上方移动。即使通过收卷机70收卷有恒定的长度的量的光纤fb，活动带轮62也不会使光纤fb与固定带轮61a、61b接触而是使光纤fb位于它们之间的下方。
接下来，如图4的(b)所示那样，通过夹紧装置40来固定光纤fb(步骤s12：第一步骤)。具体而言，通过设置于光纤光栅的制造装置1的未图示的控制装置来控制夹紧装置40，在夹紧器40a夹住光纤fb，并且在夹紧器40b夹住光纤fb。由此，光纤fb在比掩模单元30靠上游侧的位置(第一位置)和比掩模单元30靠下游侧的位置(第二位置)处得到固定。
接下来，进行对掩模单元30的相位掩模m照射激光lb而在光纤fb的芯部c形成光栅g的工序(步骤s13：第二步骤)。具体而言，通过设置于光纤光栅的制造装置1的未图示的控制装置来控制光纤输送装置50和照射单元54，如图4的(c)所示那样，进行活动工作台52的移动(光纤fb向与搬运方向d1相反的方向以恒定速度移动)，并且进行来自照射单元54的激光lb的照射。
设置于光纤输送装置50的夹紧器53是未把持光纤fb的状态。
照射单元54被活动工作台52以恒定速度向与光纤fb的搬运方向d1相反的方向搬运，并且从照射单元54的射出部54a向下方照射的激光lb以扫描设置于掩模单元30的相位掩模m的方式照射于相位掩模m。若激光lb照射于相位掩模m，则产生作为+1阶衍射光和-1阶衍射光的子光束lb1(参照图2)，通过这些子光束lb1的干涉光照射于光纤fb的芯部c，从而在光纤fb的芯部c形成光栅g。形成光栅g时的活动工作台52的移动距离，是与相位掩模m的在搬运方向d1上的长度(例如，百mm左右)同等程度的距离，在移动结束后，来自照射单元54的激光lb的射出停止。
接着，如图5的(a)所示那样，通过光纤输送装置50来把持光纤fb(步骤s14)。具体而言，通过设置于光纤光栅的制造装置1的未图示的控制装置来控制光纤输送装置50，由夹紧器53夹住光纤fb。由此，光纤fb被夹紧装置40固定，并且成为被光纤输送装置50的夹紧器53把持的状态。
其后，如图5的(b)所示那样，解除由夹紧装置40形成的对光纤fb的固定(步骤s15：第三步骤)。具体而言，通过设置于光纤光栅的制造装置1的未图示的控制装置来控制夹紧装置40，解除由夹紧器40a形成的对光纤fb的夹住，并且解除由夹紧器40b形成的对光纤fb的夹住。
若解除由夹紧装置40形成的对光纤fb的固定，则通过光纤输送装置50将恒定的长度的光纤fb向搬运方向d1输送(步骤s16：第四步骤)。具体而言，通过设置于光纤光栅的制造装置1的未图示的控制装置来控制光纤输送装置50，如图5的(c)所示那样，活动工作台52以恒定速度沿光纤fb的搬运方向d1移动。
此处，光纤fb是被设置于光纤输送装置50的夹紧器53把持的状态。因此，光纤fb伴随着活动工作台52的移动而被向搬运方向d1输送。光纤fb被光纤输送装置50输送的长度是相位掩模m的在搬运方向d1上的长度(例如，数十～百mm左右)，光纤fb被光纤输送装置50输送的速度例如为数m/min左右的速度。
若由光纤输送装置50形成的对光纤fb的输送结束，则如图5的(c)所示那样，设置于浮辊单元20的活动带轮22以与由光纤输送装置50输送的光纤fb的长度对应的量(准确而言，被输送的长度的一半的距离)向上方移动。与此相对，如图5的(c)所示那样，设置于浮辊单元60的活动带轮62以与被光纤输送装置50输送的光纤fb的长度对应的量(准确而言，被输送的长度的一半的距离)向下方移动。
若光纤fb的输送结束，则解除由夹紧器53形成的把持，再次进行原点复位(步骤s11)。以下，反复执行图3所示的流程图的处理。通过进行这样的处理，从而，向图1中的搬运方向d1间歇地搬运光纤fb，并且在光纤fb的芯部c依次形成布拉格波长相同的光栅g。图3所示的流程图的处理反复执行直至光纤光栅的制造结束。
如以上那样，在本实施方式中，通过夹紧装置40在比掩模单元30靠上游侧的位置(第一位置)和比掩模单元30靠下游侧的位置(第二位置)对光纤fb进行固定，对掩模单元30的相位掩模m照射激光lb而在光纤fb的芯部c形成光栅g。而且，在解除由夹紧装置40形成的对光纤fb的固定之后，通过光纤输送装置50将光纤fb向搬运方向d1输送恒定的长度。因此，能够提高光栅g的形成时的定位精度等，由此能够制造具有良好的特性的光纤光栅。另外，在本实施方式中，通过浮辊单元20、60，维持在搬运中对光纤fb上施加有恒定张力的状态。因此，能够缩小在每个光栅g间的布拉格波长的不一致。
第二实施方式
(光纤光栅的制造装置)
图6是表示本发明的第二实施方式的光纤光栅的制造装置的结构的图。如图6所示那样，本实施方式的光纤光栅的制造装置2省略设置于图1所示的光纤光栅的制造装置1的浮辊单元20、60的托盘23、63，成为在浮辊单元20、60分别设置了载荷可变机构80、90的结构。
这样的光纤光栅的制造装置2中，除了对光纤fb高精度地定位之外，还能够对光纤fb赋予的张力进行精密地控制，从而能够制造比第一实施方式的光纤光栅的制造装置1特性好的光栅g。例如，在连续形成布拉格波长相同的光栅g的情况下未产生布拉格波长的偏差，在形成布拉格波长变化的光栅g的情况下使布拉格波长高精度地变化。
载荷可变机构80具备载荷测定机构81和载荷施加机构82，配设于活动带轮22的上方，经由活动带轮22对施加于光纤fb的载荷进行调整。具体而言，载荷可变机构80与活动带轮22的旋转轴连结，并使活动带轮22能够转动，通过将活动带轮22向下方按下，或者将活动带轮22向上方推上去，由此对施加于光纤fb的载荷进行调整。
载荷测定机构81安装于与活动带轮22连结的载荷施加机构82的驱动轴83，对施加于光纤fb的载荷进行测定。作为载荷测定机构81，例如能够使用测压元件。载荷施加机构82对光纤fb施加载荷。作为载荷施加机构82，例如能够使用通过控制电磁阀而被驱动的气缸。载荷可变机构80控制载荷施加机构82，例如以使得由载荷测定机构81测定的载荷(光纤fb的张力)成为恒定。载荷施加机构82只要能够电气控制即可，例如也能够利用单轴致动器等来替代。
与载荷可变机构80相同，载荷可变机构90具备载荷测定机构91和载荷施加机构92，配设于活动带轮62的上方，经由活动带轮62对施加于光纤fb的载荷进行调整。具体而言，载荷可变机构90与载荷可变机构80相同，以使活动带轮62能够转动的方式，与活动带轮62的旋转轴连结，通过将活动带轮62向下方按下，或者将活动带轮62向上方推上去，从而对施加于光纤fb的载荷进行调整。
载荷测定机构91和载荷施加机构92，与载荷测定机构81和载荷施加机构82分别相同。载荷测定机构91安装于与活动带轮62连结的载荷施加机构92的驱动轴93。作为载荷测定机构91，例如能够使用测压元件，作为载荷施加机构92，例如能够使用通过控制电磁阀而被驱动的气缸。载荷可变机构90也与载荷可变机构80相同，例如控制载荷施加机构92，使得由载荷测定机构91测定的载荷(光纤fb的张力)成为恒定。载荷施加机构92只要能够电气控制即可，例如也能够利用单轴致动器等来替代。
在本实施方式中，光纤输送装置50能够与通过载荷可变机构80、90施加于光纤fb的载荷(张力)对应地对光纤fb的向搬运方向d1的输送量进行调整。由此，通过载荷可变机构80、90，对在使施加于光纤fb的载荷发生了变化的情况下产生的光纤fb的伸长量的变化进行补偿，例如能够制造维持了连续性的特性好的光栅g。
(光纤光栅的制造方法)
图7是表示本发明的第二实施方式的光纤光栅的制造方法的一个例子的流程图。图7所示的流程图的处理与图3所示的流程图的处理相同，依光纤光栅的制造开始而开始，反复执行直至光纤光栅的制造结束为止。以下，为了容易理解，与第一实施方式相同，将使布拉格波长相同的光栅g无间隙(无间断)连续地形成于光纤fb的情况列举为例子进行说明。
图7所示的流程图与图3所示的流程图的不同点在于，在图7所示的流程图中，在步骤s11的处理与步骤s12的处理之间设置有步骤s21的处理这点。若开始制造光纤光栅，则与第一实施方式相同，首先进行原点复位(步骤s11)。若原点复位结束，则测定光纤fb的载荷，与该测定结果对应地控制光纤fb的载荷的处理，通过载荷可变机构80、90来进行(步骤s21)。
此处，如上述那样，可考虑使布拉格波长相同的光栅g无间隙(无间断)连续地形成于光纤fb的情况。因此，例如在载荷可变机构80中，控制载荷施加机构82，以使得通过载荷测定机构81测定的载荷成为预先规定的载荷，在载荷可变机构90中，控制载荷施加机构92，以使得载荷测定机构91所测定的载荷成为预先规定的载荷。
若控制光纤fb的载荷的处理结束，则与第一实施方式相同，进行通过夹紧装置40来固定光纤fb(步骤s12：第一步骤)，在掩模单元30的相位掩模m照射激光lb，在光纤fb的芯部c形成光栅g的工序(步骤s13：第二步骤)。若光栅g的形成结束，则依次进行由光纤输送装置50形成的对光纤fb的把持(步骤s14)、和解除由夹紧装置40形成的对光纤fb的固定(步骤s15：第三步骤)。接着，通过光纤输送装置50将恒定的长度的光纤fb向搬运方向d1输送(步骤s16：第四步骤)。
若以上的处理结束，则解除由夹紧器53形成的把持，再次进行原点复位(步骤s11)。以下，反复执行图7所示的流程图的处理。通过进行这样的处理，从而向图1中的搬运方向d1间歇地搬运光纤fb，并且在光纤fb的张力成为恒定的状态下，在光纤fb的芯部c依次形成布拉格波长相同的光栅g。图7所示的流程图的处理被反复执行，直至光纤光栅的制造结束为止。
在上述的实施方式中，为了容易理解，对在图7所示的步骤s11与步骤s12之间设置了步骤s21的处理(测定光纤fb的载荷、并根据该测定结果来控制光纤fb的载荷的处理)的例子进行了说明。然而，只要在对掩模单元30的相位掩模m照射激光lb而在光纤fb的芯部c形成光栅g的工序(步骤s13)结束后直至下一次通过夹紧装置40来固定光纤fb(步骤s12)为止的期间，步骤s21的处理能够在任意的时刻进行。
另外，在上述的实施方式中，将在载荷可变机构80、90中分别以使测定的载荷成为预先规定的载荷的方式进行控制，使布拉格波长相同的光栅g无间隙(无间断)连续地形成于光纤fb的情况列举为例子进行了说明。然而，也可以在每次进行步骤s21的处理时，通过载荷可变机构80、90对光纤fb施加不同的载荷。由此，例如能够形成布拉格波长以台阶状变化的光栅g。在通过载荷可变机构80、90使施加于光纤fb的载荷发生了变化的情况下，为了对光纤fb的伸长量的变化进行补偿，与载荷的变化量对应地对光纤fb的向搬运方向d1的输送量进行调整。
如以上那样，在本实施方式中，在对相位掩模m照射激光lb而一个光栅g的形成结束之后，直至下一个光栅g的形成开始为止(准确而言，直至下一次通过夹紧装置40来固定光纤fb为止)的期间，利用载荷可变机构80、90，来控制给予光纤fb的调整。因此，无论是具有相同的布拉格波长的光栅g，还是具有多个不同的布拉格波长的光栅g，均能够以较高的精度制造。
另外，在本实施方式中，与第一实施方式相同，在通过夹紧装置40固定了光纤fb的状态下，对掩模单元30的相位掩模m照射激光lb，而在光纤fb的芯部c形成光栅g。而且，在解除由夹紧装置40形成的对光纤fb的固定之后，通过光纤输送装置50将光纤fb沿搬运方向d1输送恒定的长度。因此，能够提高形成光栅g时的定位精度等，由此能够制造具有良好的特性的光纤光栅。
另外，在本实施方式中，在通过载荷可变机构80、90，使施加于光纤fb的载荷发生了变化的情况下，与载荷的变化量对应地对由光纤输送装置50形成的光纤fb的向搬运方向d1的输送量进行调整。由此，能够对由于使施加于光纤fb的载荷发生了变化而产生的光纤fb的伸长量上的变化进行补偿，从而能够高精度地控制光栅g的间隔。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明未被上述实施方式限制，在本发明的范围内能够自由地变更。
例如，在上述实施方式中，对在光纤输送装置50的活动工作台52安装有照射单元54的例子进行了说明。然而，照射单元54不一定需要设置于光纤输送装置50的活动工作台52，也可以与光纤输送装置50分开设置。在将光纤输送装置50与照射单元54分开设置的情况下，例如将照射单元54安装于具有与光纤输送装置50相同程度的定位精度的移动装置即可。
另外，在上述实施方式中，对边使活动工作台52向与光纤fb的搬运方向d1相反的方向移动，边对相位掩模m照射激光lb的例子进行了说明。然而，也可以一边使活动工作台52沿光纤fb的长边方向往复活动，一边对相位掩模m照射激光lb，另外也可以在活动工作台52停止的状态下对相位掩模m照射激光lb。
另外，在上述实施方式中，对通过夹紧装置40，在比掩模单元30靠上游侧的位置(第一位置)和比掩模单元30靠下游侧的位置(第二位置)，对光纤fb进行固定的例子进行了说明。然而，只要能够制造具有良好的特性的光纤光栅，光纤fb也可以仅在上述的位置中的任一处位置被做固定。
另外，浮辊单元20不是必须为图1所示的结构(具备两个固定带轮21a、21b、一个活动带轮22、以及托盘23的结构)。同样地，浮辊单元60也不是必须为图1所示的结构(具备两个固定带轮61a、61b、一个活动带轮62以及托盘63的结构)。只要能够在光纤fb的芯部c形成光栅g，并对光纤fb适当地施加恒定的张力，则能够使用任意的结构。
另外，在上述实施方式中，对使用相位掩模m而通过相位掩模法形成光栅g的光纤光栅的制造装置及制造方法进行了说明。然而，本发明不限定于通过相位掩模法来形成光栅g的光纤光栅的制造装置及制造方法，也能够应用于通过其他的方法(例如，双束干涉法)来形成光栅g的光纤光栅的制造装置及制造方法。
附图标记的说明
10...送出机；20...浮辊单元；21a、21b...固定带轮；22...活动带轮；30...掩模单元；40...夹紧装置；50...光纤输送装置；51...固定工作台；52...活动工作台；53...夹紧器；54...照射单元；60...浮辊单元；61a、61b...固定带轮；62...活动带轮；70...收卷机；80、90...载荷可变机构；81、91...载荷测定机构；82、92...载荷施加机构；c...芯部；d1...搬运方向；fb...光纤；g...光栅；m...相位掩模。