专利名称：光纤保持装置、光纤光栅加工装置与方法以及光纤光栅的制作方法
技术领域：
本发明涉及在光纤上施加张力以保持光纤的光纤保持装置。具体涉及向被固定的光纤上照射紫外激光图案形成光纤光栅的光纤光栅加工装置和光纤光栅加工方法，以及利用这些光纤光栅加工装置或光纤光栅加工方法加工的光纤光栅。
在图9(a)的侧面图和图9(b)的截面图中，101是被施加了张力(拉伸力)而被固定的光纤，102是开有V形槽103(或U形槽)的夹持器。
在图9的光纤保持装置中，用夹持器102的V形槽103将光纤101的两点夹持，使夹持器102向彼此相反的方向移动(图9中的箭头方向)，当得到所需张力时将夹持器102停下不动。使光纤101固定在夹持器102的V形槽103的方法有，如图9(c)的用粘接剂104将光纤101固定在夹持器102的方法以及如图9(d)的用有凸形盖105将光纤101扣在夹持器102上的方法等。
这种场合存在这样的问题，从光纤101整体来说，用夹持器102的V形槽103夹持的部分很小，加张力时，光纤101的夹持部分被局部大力夹持，会造成微小的弯折，在光纤101上造成损伤，因此，致使在达到所需张力前就出现在光纤101的固定部分产生裂纹或光纤101断裂的状况。
图10是本发明人在本申请的发明以前，作为研究目的所做实验的光纤保持装置的结构示图。用与图9相同的符号表示相同或相当的结构。
在图10(a)的侧面图中，106a、106b是缠绕光纤101用的圆筒型卷轮(或滑轮、线轴)在图10的光纤保持装置中，将光纤101的两端分别缠绕在圆筒型卷轮106a、106b上，使圆筒型卷轮106a、106b向相反方向(图10的箭头方向)移动，在达到目标张力时，使圆筒型卷轮106a、106b停止不动。光纤101在圆筒型卷轮106a、106b上的保持方法如图10(b)所示，第一圈以后的缠绕以将光纤101重叠交叉的方式进行。
在图10的光纤保持装置中，在向圆筒型卷轮106a、106b上缠绕光纤101时，会给光纤101的重叠交叉部分造成很大负荷。该负荷就是给光纤101带来损伤的原因。另外，为使光纤101重叠交叉，需要宽大的缠绕范围A。因此，为使光纤101从缠绕范围A出来的引出位置P固定，必须进行圆筒型卷轮106a、106b的位置调整。
例如，考虑与光轴Z平行地向光纤101照射紫外激光进行光纤光栅加工的情况。这时，紫外激光的照射要沿着垂直于光轴Z的方向扫描，使其扫描方向与光纤101的长度方向(光轴方向)一致。但是，如果将光纤101如图10(b)缠绕在两个圆筒型卷轮106a、106b上，根据其缠绕方法，如图10(c)或图10(d)所示光纤的引出位置不能固定。
因而，每次在圆筒型卷轮106a、106b上缠绕光纤101时，为使光纤101的轴线和紫外激光的扫描方向一致，需要调整两个圆筒型卷轮106a、106b的旋转轴的位置，使其平行于光轴Z。一个卷筒106a(106b)的方向对准后，另一个卷筒106b(106a)的方向便偏离，这种位置的调整非常烦杂。加之让圆筒型卷轮106a、106b离开，施加张力的话，其引出位置P会产生微妙的偏离，因此，相对光轴Z的圆筒型卷轮106a、106b的位置调整实际上非常困难。
另外，在图10(c)中，为了连续在光纤101的新部分上加工光纤光栅，在圆筒型卷轮106a、106b上缠绕光纤101的话，就变为如图10(d)的状态。将图10(c)和图10(d)比较可知，光纤101相对光轴Z的保持位置发生变化，如此下去，紫外激光的照射条件会有变化，光纤光栅的加工精度将产生误差。因此，在图10的光纤保持装置中，需要进行圆筒型卷轮106a、106b的位置调整。
传统的光纤保持装置存在的问题是因上述结构，使光纤局部受力很大，致使光纤受到损伤。
另外还存在这样的问题图10的光纤保持装置，为维持因每次缠绕而变化的光纤的保持位置，需要进行圆筒型卷轮位置的调整。这样，其机构会变得相当复杂。
本发明旨在解决上述课题，目的在于提供这样的光纤保持装置它可不给光纤带来损伤地保持光纤，每当更换光纤时，光纤的轴方向总是固定，不需要进行圆筒型卷轮位置的调整，光纤的保持位置每次缠绕时都可保持一定。
并且，本发明的目的在于提供适合光纤光栅连续加工的光纤光栅的加工装置以及光纤光栅的加工方法。
另外，本发明的目的还在于提供用所述光纤光栅的加工装置以及光纤光栅的加工方法加工的光纤光栅。
本发明所涉及的光纤保持装置包括设有将光纤的一端缠绕的槽的第一圆筒型缠绕器；设有将光纤的另一端缠绕的槽的、离第一圆筒型缠绕器预定间隔放置的第二圆筒型缠绕器；以及对第一圆筒型缠绕器和第二圆筒型缠绕器之间的光纤施加张力，使第一圆筒型缠绕器以及第二圆筒型缠绕器至少一方移动的移动装置。
本发明的光纤保持装置上开有槽，其截面形状离第一圆筒型缠绕器与第二圆筒型缠绕器的旋转轴越近宽度越窄，在第一圆筒型缠绕器以及第二圆筒型缠绕器的圆周面上槽呈螺旋状。
本发明的光纤保持装置，设有底面为平面形状的槽。
本发明的光纤保持装置，设有底面为曲面形状的槽。
本发明的光纤保持装置，第一圆筒型缠绕器或第二圆筒型缠绕器上开有3圈以上的呈螺旋状的槽。
本发明所涉及的光纤保持装置，第一圆筒型缠绕器以及第二圆筒型缠绕器这样设置槽的旋向相反，在旋转轴方向的偏置量大致为零。
本发明的光纤保持装置，第一圆筒型缠绕器以及第二圆筒型缠绕器这样设置槽的旋向相同，在旋转轴方向的偏置量大致等于缠绕范围的宽度。
本发明的光纤保持装置中设有包住光纤的吸管(straw)状的半开的将光纤围住的套管。
本发明的光纤保持装置中设有被固定于第一圆筒型缠绕器的底座；支持第二圆筒型缠绕器、使第二圆筒型缠绕器向光纤的长度方向移动的台架，以及使台架移动用以调整底座和台架之间距离的调整装置。
本发明的光纤保持装置中设有位于底座和调制装置之间、通过调整和台架之间的距离，来检测出由底座和调整装置施加的变形和张力的传感器。
本发明的光纤保持装置中设有参照传感器检测出的变形，控制调整装置加在传感器上的变形的控制装置。
本发明的光纤保持装置让它们能以旋转轴为中心旋转地支持第一圆筒型缠绕器与第二圆筒型缠绕器；并且，第一圆筒型缠绕器与第二圆筒型缠绕器上设有制动以旋转轴为中心的旋转的旋转制动机构。
本发明的光纤光栅加工装置中设有至少一个以上的权力要求1到权力要求12中任一项所述光纤保持装置；同时还设有发出紫外激光的激光光源；使从激光光源发出的紫外激光大致跟沿着被平行地固定在光纤保持装置上的至少1根以上的光纤的长度方向扫描的扫描装置；以及用于向光纤上投影作为从扫描装置发出的紫外激光干涉图案的相位掩模。
本发明的光纤光栅加工方法包括将被切为适当长度的光纤除去加工区域的包覆层的步骤；通过如权力要求13所述光纤光栅加工装置保持的光纤上施加张力的步骤；将沿着光纤的长度方向扫描的紫外激光经由相位掩模向光纤的加工区域投影作为干涉图案的步骤。
本发明的光纤光栅用如权力要求13所述的光纤光栅加工装置或权力要求14所述的光纤光栅加工方法加工。
图2用于本发明实施例1中光纤保持装置的圆筒型卷轮的结构示图。
图3说明本发明实施例1中光纤保持装置的动作的示图。
图4圆筒型卷轮上所开V形槽的截面形状变化示图。
图5说明圆筒型卷轮相对位置的示图。
图6本发明实施例1的光纤保持装置的结构示图。
图7本发明实施例2中光纤光栅加工装置的结构示图。
图8说明本发明实施例2的光纤光栅加工装置的动作的流程图。
图9传统的光纤保持装置的结构示图。
图10本发明人在本申请的发明前，以研究为目的进行实验的光纤保持装置的结构示图。
1 光纤；3 槽；3B 底面；3S 侧面；6a、6b圆筒型卷轮(滑轮、线轴、第一圆筒型缠绕器、第二圆筒型缠绕器)；7 半开的套管；7A 重叠部分；11 底座；11A 壁；11B 槽；12 直线移动台架(台架)；13 力传感器(传感器)；14 千分尺(调整装置)；21 激光光源；22 固定反射镜；23 移动反射镜(扫描装置)；24 相位掩模；25 光纤保持装置；A 缠绕区域；I 干涉图案；P 引出位置；Z 光轴。
在图1的侧面图与图2的正面图中，1是被施加了张力的被保持光纤；6a、6b是缠绕光纤1在圆周面上呈螺旋状的槽3圆筒型卷轮(或滑轮、线轴、第一圆筒型缠绕器、第二圆筒型缠绕器)。圆筒型卷轮6a、6b被空开指定间隔设置，对光纤1施加所要求的张力。
以下进行关于动作的说明。
本实施例1的特征在于使用在缠绕区域A螺旋状地开有槽3的图2所示的圆筒型卷轮6a、6b。如图1所示，将1根带包覆层的光纤1沿着两个圆筒型卷轮6a、6b的槽3缠绕几圈，通过未作图示的移动装置，使圆筒型卷轮6a、6b向相反方向(图1的箭头方向)移动，在这种状态下，将光纤1拉伸而施加张力。达到目标张力时，使圆筒型卷轮6a、6b移动停止，保持光纤1。在使圆筒型卷轮6a、6b向相反方向移动期间，圆筒型卷轮6a、6b的旋转停止。
此时，如图3(a)的放大截面图所示，固定在槽3中途的光纤1因张力被拉向底面3B，光纤1的包覆层沿侧面3S变形而嵌入槽3，与槽3的侧面3S形成大面积接触。图3(b)的放大截面图为此时的状态的示图。光纤1对于槽3的侧面3S的接触面积因包覆层的变形而变大，使拉伸的摩擦力增大，光纤1便不会滑动被加到目标张力，从而被加以保持。
本发明人确认在以下条件下可以无滑动地可靠地保持光纤1即取光纤1的直径为125μm，光纤1的长度为(含包覆层)250μm，材质为PVC(聚氯乙烯)树脂、UV硬化树脂等；加在光纤1上的张力的大小为1kg重(这时，光纤1在60mmφ的圆筒型卷轮6a、6b上缠绕3圈以上5圈左右)。另外，本发明人确认针对缠两圈时光纤1有滑动的情况，通过在圆筒型卷轮6a、6b上开了3圈以上的螺旋槽3，能够可靠地保持光纤1。
这样，在实施例1中，与图9所示的传统的光纤保持装置不同，因拉伸产生的应力不施加在局部，而是扩散到与圆筒型卷轮6a、6b的槽3侧面3S接触的带包覆层的光纤1整体。因此，本发明具有在光纤1上不会发生微小弯折，使光纤1不受损伤地得以保持成为可能的优点。
另外，因为将光纤1置于在圆筒型卷轮6a、6b的槽3内，如在图10的光纤保持装置中所见，光纤1在圆筒型卷轮6a、6b上不需要重叠交叉，不会发生对光纤1的损伤。也就是说，将光纤1缠绕在圆筒型卷轮6a、6b上，通过在圆筒型卷轮6a、6b的槽3内发生的摩擦力保持光纤1，因此，不是使光纤1局部受力，而是将力分散到缠绕于圆筒型卷轮6a、6b的光纤1的整个长度上(正如拔河比赛中力被分散到各比赛者那样)，可以使光纤1不受损伤。
此外，这种圆筒型卷轮6a、6b的槽3如图4(a)所示，除了呈V字型形状，还包括图4(b)的侧面3S为斜面，底面3B为平面的截面形状，以及图4(c)的侧面3S为斜面，底面3B为曲面的截面形状。其主要特点在于，越到圆筒型卷轮6a、6b的旋转轴侧宽度变得越窄的侧面3S的截面现状(V形)的槽3。如图4(b)、图4(c)，通过改变底面3B的形状，增加受张力而变形的光纤1和槽3在底面3B的接触面积，可以进一步防止光纤1的滑动。
另外，分别如图5(a)、图5(b)所示，两个圆筒型卷轮6a、6b可以是如下设置A、设置B中的任一种。
设置A沿着圆筒型卷轮6a、6b的旋转轴方向看时，圆筒型卷轮6a的槽3和圆筒型卷轮6b的槽3向同一方向旋转。就是说，圆筒型卷轮6a、6b的槽3是右旋或左旋槽(在图5(a)的场合是右旋槽)。另外，圆筒型卷轮6a、6b在旋转轴方向的偏置量大致等于缠绕区域的宽度(参照图5(a))。
设置B沿着圆筒型卷轮6a、6b的旋转轴方向看时，圆筒型卷轮6a的槽3向和圆筒型卷轮6b的槽3相反方向旋转。就是说，圆筒型卷轮6a、6b的槽3是右旋槽和左旋槽。另外，圆筒型卷轮6a、6b在旋转轴方向的偏置量几乎等于零(参照图5(b))。
由图5可知，因为在此光纤保持装置中，将光纤1沿着槽3放置，所以从光纤1圆筒型卷轮6a、6b的缠绕区域A出来(进入)的引出位置P可始终固定，因而，对于图5的光轴Z(光轴Z也可为垂直纸面的方向或其它方向，只要是和圆筒型卷轮6a、6b间的光纤1的长度方向垂直相交的方向即可)光纤1的保持位置也能始终固定。
例如，对于圆筒型卷轮6a、6b间的指定长度的光纤1进行紫外激光照射等加工后，以如下方式进行光纤1的替换。首先，让圆筒型卷轮6a和圆筒型卷轮6b接近，解除对光纤1的张力，接着用手将缠在槽3的光纤1的缠绕松缓，将光纤1从圆筒型卷轮6a、6b上拆下。然后，将新的光纤1缠绕在圆筒型卷轮6a和圆筒型卷轮6b上以后，拉开圆筒型卷轮6a、6b再次在光纤1上施加张力。此时，从光轴Z方向看，光纤1和圆筒型卷轮6a、6b的位置关系和替换前保持相同。因此，相对于光轴Z的光纤1的保持位置固定不变。这样，与传统装置不同，在进行拆取、替换光纤1时，不需要调整圆筒型卷轮6a、6b的旋转轴相对光轴Z的位置。
还有，例如，手动送出光纤1的方法。首先，使圆筒型卷轮6a、6b接近，解除对光纤1的张力，接着沿着槽3用手滑动将光纤1送出，到所希望的送出量时，将圆筒型卷轮6a、6b拉开对光纤1再次施加张力。这样，与传统方式不同，不用进行圆筒型卷轮6a、6b的位置调整以及拆卸、替换光纤1就可以送出新的光纤1，具有可连续加工光纤1的优点。
特别在除去光纤1的包覆层后进行加工光纤光栅的场合，因光纤1的送出，包覆层被除去的部分在圆筒型卷轮6a、6b上容易受到损伤，例如为了使光纤1的除去包覆层的部分(加工区域长)不缠绕在圆筒型卷轮6a、6b上，一旦将光纤1从圆筒型卷轮6a、6b上拆下，将圆筒型卷轮6b的缠绕处缠到圆筒型卷轮6a上的同时，从圆筒型卷轮6b的缠绕处拉开一定的间隔(比加工区域长度稍长些)，使加工区域不缠到圆筒型卷轮上地缠绕在圆筒型卷轮6b上。
或者，如图5(c)所示，用半开的套管7对被除去包覆层的部分做保护后，再将光纤1送出也可。被半开的吸管状的半开套管7有重叠部分7A，以将光纤1围1圈以上的。
另外，为了掌握加在光纤1上的张力，图1所示的光纤保持装置(的移动装置)可具有如下结构。
图6是本发明实施例1中的光纤保持装置的结构示图。和图1、图2相同符号表示是相同或相当的结构。
在图6中，11是光纤1沿槽11B设置的底座，12是直线移动台架(台架)，13是压电元件等的力传感器(传感器)，14是千分尺(调整装置)。
图6的光纤保持装置中，空开一定间隔放置两个圆筒型卷轮6a、6b，在两个圆筒型卷轮6a、6b中分别设有制动旋转的旋转制动机构。此制动机构在光纤1的位置确定后被锁定。另外，图6左侧的圆筒型卷轮6a与直线移动台架12连接，可以沿水平方向移动。另一方面，右侧的圆筒型卷轮6b，其旋转轴被固定在底座11的侧面。
另外，直线移动台架12的导杆和底座11的壁11A连接，在直线移动台架12上，固定着千分尺14，拧转千分尺14，经由力传感器13压住底座11的壁11A。根据这种构成在光纤1上施加张力。对光纤1上的张力，以变形作用在千分尺14和壁11A之间的力传感器13上，通过换算因此变形发生的从力传感器13传出的压电信号来监控。当然，力传感器13并不限于压电元件的方式，只要是能够监控对光纤1的张力的器件均可采用。
加工光纤光栅时因加工区域除去了光纤1的包覆层，若圆筒型卷轮6a、6b的槽3碰到加工区域，会给光纤1带来损伤。为此，用手在圆筒型卷轮6a、6b上缠绕了光纤1后，使圆筒型卷轮6a、6b旋转，在加工区域和紫外激光的照射区域相合时，再将圆筒型卷轮6a、6b固定。
再有，例如(省略图示)，可以设置由马达与驱动器构成的执行器(控制装置)代替图6的千分尺14，另外，以用力传感器13检测出的张力为基础，设置对执行器进行反馈自动控制的控制器(控制装置)。通过这样的设置，可以更准确地保持光纤1。
如上所述，在实施例1中，设置被空开预定间隔放置的、槽3分别被做成螺旋状的两个圆筒型卷轮6a、6b，同时，沿着这两个圆筒型卷轮6a、6b的槽3缠绕光纤1的一端及另一端，到所希望的张力被加到为止，将两个圆筒型卷轮6a、6b中的至少一方通过移动装置反向移动，因此，不会在光纤1上局部施加负荷，不回导致因微小弯折造成的最终断裂，可以取得直线性良好地在光纤1上施加张力并使之得以保持与固定的效果。
再者，可以取得如下效果在连续施加张力进行加工的场合，不用调整圆筒型卷轮6a、6b相对光轴Z方向的位置，或不需拆下、替换光纤1，可将加工区域设置在固定位置。
另外，在实施例1中，由于包括如下步骤使圆筒型卷轮6a、6b接近，解除对光纤1的张力的步骤；用手沿着槽3滑动将光纤1送出的步骤；以及在达到所希望的送出量时，将圆筒型卷轮6a、6b拉开再次对光纤1施加张力的步骤；所以，不用进行对圆筒型卷轮6a、6b相对光轴Z方向的位置调整及光纤1的拆取和替换，取得可将光纤1重新送出，并可连续加工光纤1的效果。
再有，在实施例1中，有呈离圆筒型卷轮6a及圆筒型卷轮6b的旋转轴越近宽度越窄的截面面形状的槽3，在圆筒型卷轮6a及圆筒型卷轮6b的圆周面，槽3被做成螺旋状，因此，可以取得增加光纤1和槽3的接触面积，防止光纤1滑动的效果。
在实施例1中，因为设有底面3B是平面形状或曲面形状的槽3，增加光纤1和槽3在底面的接触面积，可以取得进一步防止光纤1滑动的效果。
并且，在实施例1中，圆筒型卷轮6a、6b上开有3周以上的螺旋状的槽3，因此，可以取得可靠地保持光纤1的效果。
并且，在实施例1中，两个圆筒型卷轮6a、6b的槽3向相反方向旋绕，它们在旋转轴方向的偏置量几乎为零。因此，可以取得使光纤1的引出位置P总是保持固定，光纤1的保持位置也始终固定的效果。
并且，在实施例1中，两个圆筒型卷轮6a、6b的槽3同方向旋绕，它们在旋转轴方向的偏置量大致等于缠绕区域A的宽度。因此，可以取得使光纤1的引出位置P总是保持固定，光纤1的保持位置也总始终固定的效果。
并且，在实施例1中，因设有半开的，将光纤1包住的半开的吸管状套管7，可以取得能够保护光纤1上包覆层的除去部分不受圆筒型卷轮6a、6b损伤的效果。
并且，在实施例1中，因设有固定于圆筒型卷轮6b的底座11；以及保持另一圆筒型卷轮6a，使另一圆筒型卷轮6a沿着光纤1的长度方向移动的直线移动台架12；以及使直线移动台架12移动来调整底座11和直线移动台架12之间距离的千分尺14；所以可以取得准确掌握施加在光纤1上的张力的效果。
并且，在实施例1中，圆筒型卷轮6a、6b以其旋转轴为中心被可旋转地固定的同时，在圆筒型卷轮6a、6b上还设有制动以旋转轴为中心的旋转的旋转制动机构，因此，可以取得在给光纤1施加张力时能够简单地进行圆筒型卷轮6a、6b移动的效果。
并且，在实施例1中，设有夹持器于底座11和千分尺14之间、用以检测出在直线移动台架12的移动方向被千分尺14施加的力的力传感器13。因此，可以取得能够准确控制加给光纤1的张力的效果。
并且，在实施例1中，设有给力传感器13加力的执行器，参照力传感器检测出的力控制加于力传感器13的执行器的力的控制器；因此，可以取得进一步准确保持光纤1的效果。
图7中，21是发出紫外激光的光源，22是反射激光光源21发出的紫外激光的固定反射镜，23是反射从固定反射镜22出来的紫外激光沿光纤1的长度方向扫描的移动反射镜(扫描装置)，24是将从移动反射镜23发出的紫外激光变成干涉图案I投影在光纤1上的相位掩模，25是实施例1的图6所示的光纤保持装置。在图7的光纤光栅加工装置中，用光纤保持装置25保持放置在相位掩模24后面的光纤1。
以下进行关于动作的说明。
在图7、图8中，首先将纤芯内被添加Ge元素的光纤1切为适当的长度(步骤ST1)，除去加工区域的光纤1的包覆层(步骤ST2)。接下来与实施例1相同，在相位掩模24的背面的光纤保持装置25上设置光纤1(步骤ST3)，通过光纤保持装置25给光纤1施加适当的张力(步骤ST4)。
张力一旦被施加在光纤1上，从激光光源21发出的经由固定反射镜22、移动反射镜23的紫外激光照射在相位掩模24上，并从侧面将紫外激光的干涉图案I投影在光纤1上(步骤ST5)，通过使其在纤芯内激发与干涉图案I对应的光化学变化，使纤芯内产生周期的折射率分布，从而在光纤1上形成光栅。
确认目标折射率分布在纤芯内的形成情况后，停止干涉图案I的照射(步骤ST6)。此时的确认是通过使激光射向光纤1，观察形成中的光纤光栅反射回来的激光的特性(反射波长区域、透射、反射损失等)实现的。照射结束后，解除施加在光纤1上的张力(步骤ST7)，从光纤保持装置25中取出光纤1(步骤ST8)。
这样，光纤保持装置25被用于在光纤1的纤芯内形成光栅的加工。此时，被加工的光纤1需放置在了能准确投影干涉图案I的正确位置上，且加工中位置不能偏离。基于以上理由，使用在实施例1中所述的光纤保持装置25，在光纤1上施加一定程度的张力，使之不松弛。
另外，经光纤光栅反射的激光波长需要作高精度的调整与设定。此反射波长由纤芯内的折射率和光栅间距的积而定，通过变更这两个参数来调整反射波长。前者的基本折射率可以通过加热使其值发生变化，后者的光栅间距可以通过改变光纤1的长度来调整。
在实施例2中所设想的是通过改变后者的光纤1的长度来调整反射波长的方法。这可以通过拉伸光纤1使光纤1的长度发生变化。在光纤1上加有任意张力的状态下，投影干涉图案I，在其纤芯内形成光纤光栅。其后，通过解除施加的张力，在光纤1恢复原状后形成光栅间距。此光栅间距即为求得目标反射波长的间距值。
另外，准备多组光纤保持装置25，将多根光纤1分别装入大致平行的多组光纤保持装置25内，也可以同时向多根光纤1投影干涉图案I。这样的做法可以提高光纤光栅的生产效率。当然，将在实施例1中所示的通过光纤1的送出实现的连续加工和同时投影多根光纤1相结合，可进一步提高生产效率。
如上所述，在实施例2中，至少包括一个以上的光纤保持装置25，它的作用在于将在步骤ST1、ST2中在被切为适当的长度并在加工区域除去包覆层的光纤1上，经步骤ST3、ST4施加张力并使之保持。同时，还由以下部构成分光纤光栅加工装置发出射紫外激光的激光光源21；与光纤保持装置25大致平行被分别固定的沿着至少1根以上的光纤1的长度方向扫描来自于激光光源21的紫外激光的固定反射镜22以及移动反射镜23；以及作为来自移动反射镜的紫外激光的干涉图案I在步骤ST5向光纤1投影的相位掩模24。因此，干涉图案I被准确地投影在正确的位置上，并且在加工过程中光纤1可以无位置偏移地保持。能够取得提高光纤光栅的制造精度的效果，也可以取得可连续加工光纤光栅提高生产效率的效果。
并且，在实施例2中，设置多组光纤保持装置25，使多根光纤1大致平行地排列，同时投影干涉图案I，可以取得提高光纤光栅生产效率的效果。
另外，在实施例2中，利用了以下光纤光栅加工方法将切成适当长度的光纤1的加工区域的包覆层除去的步骤ST1、ST2；在通过所述光纤光栅加工装置保持的光纤1上施加张力的步骤ST3、ST4；以及将沿着光纤1的长度方向扫描的紫外激光经由相位掩模24向光纤1的加工区域投影作为干涉图案I的步骤ST5。因此，干涉图案I被准确地投影在正确的位置上，并且在加工过程中光纤1可以无位置偏移地保持。能够取得提高光纤光栅的制造精度的效果，也可以取得可连续加工光纤光栅提高生产效率的效果。
另外，在实施例2中，利用所述光纤光栅加工装置(所述光纤光栅加工方法)在光纤1上进行光栅的加工，可以取得能够提供正确形成光栅间距的光纤光栅的效果。
如上所述，本发明可以取得不在光纤局部施加负荷，避免小弯折的发生地保持光纤的效果。
本发明可以取得使光纤的引出位置始终固定的效果。
权利要求
1.一种光纤保持装置，其特征在于包括如下部分开有将光纤的一端缠绕的沟槽的第一圆筒型缠绕器；开有将所述光纤另一端缠绕的沟槽的、与所述第一圆筒型缠绕器间隔预定距离设置的第二圆筒型缠绕器；使所述第一圆筒型缠绕器与所述第二圆筒型缠绕器中的至少一方移动以对所述光纤施加张力的移动装置。
2.如权力要求1所述的光纤保持装置，其特征在于沟槽具有越靠近第一圆筒型缠绕器与第二圆筒型缠绕器的旋转轴其宽度越窄的截面形状，它们在所述第一圆筒型缠绕器与所述第二圆筒型缠绕器的圆周面上被动做成螺旋状地形成。
3.如权力要求2所述的光纤保持装置，其特征在于沟槽具有平面形状的底面。
4.如权力要求2所述的光纤保持装置，其特征在于沟槽具有曲面形状的底面。
5.如权力要求1所述的光纤保持装置，其特征在于第一圆筒型缠绕器与第二圆筒型缠绕器上螺旋状地开有3圈以上的沟槽。
6.如权力要求1所述的光纤保持装置，其特征在于第一圆筒型缠绕器与第二圆筒型缠绕器上沟槽的旋向相反，它们在旋转轴方向上的偏置量几乎为零。
7.如权力要求1所述的光纤保持装置，其特征在于第一圆筒型缠绕器与第二圆筒型缠绕器上沟槽的旋向相同，它们在旋转轴方向上的偏置量大致等于缠绕区域的宽度。
8.如权力要求1所述光纤保持装置，其特征在于设有围住光纤的吸管状的半开套管。
9.如权力要求1至权力要求8中任一项所述的光纤保持装置，其特征在于包括以下部分被固定于第一圆筒型缠绕器的底座；支承第二圆筒型缠绕器，使第二圆筒型缠绕器沿光纤的长度方向移动的台架；使所述台架移动来调整所述底座和所述台架之间的距离的调整装置。
10.如权力要求9所述的光纤保持装置，其特征在于包括位于底座和调整装置之间，通过和台架之间的距离调整检测出由所述底座和所述调整装置施加的变形或张力的传感器。
11.如权力要求10所述的光纤保持装置，其特征在于包括参照用传感器测出的变形或张力，控制由调整装置加于所述传感器的所述变形或张力的控制装置。
12.如权力要求9所述的光纤保持装置，其特征在于第一圆筒型缠绕器与第二圆筒型缠绕器被能以旋转轴为中心旋转地支承，同时设有制动以所述旋转轴为中心的所述旋转的旋转制动机构。
13.一种光纤光栅加工装置，其特征在于，至少包括一个以上的如权力要求1至权力要求8中任一项所述的光纤保持装置的同时，还包括发出紫外激光的激光光源；用所述激光光源发出的所述紫外激光沿与所述光纤保持装置大致平行地被各自保持的至少1根以上的光纤的长度方向扫描的扫描装置；作为所述扫描装置发出的所述紫外激光的干涉图案向所述光纤投影的相位掩模。
14.一种光纤光栅加工方法，其特征在于包括如下部分从被切成适当长度的光纤除去加工区域的包覆层的步骤；利用权力要求13所述的光纤光栅加工装置，在被保持的所述光纤上施加张力的步骤；以及将沿着所述光纤长度方向扫描的紫外激光经由相位掩模向所述光纤的所述加工区域投影作为干涉图案的步骤。
15.一种光纤光栅，其特征在于用权力要求13所述的光纤光栅加工装置或权利要求14所述的光纤光栅加工方法加工。
全文摘要
本发明所要解决的课题是局部地给光纤施加大的夹持力，会给光纤带来损伤。其解决手段是被空开一定的间隔放置，其上螺旋状开有槽3的两个圆筒型卷轮6a、6b，同时，沿着这两个圆筒型卷轮6a、6b的槽3将光纤1的一端与另一端分别缠绕，将两个圆筒型卷轮6a、6b向互为相反的方向移动，直到在光纤1上施加了所希望的张力为止。
文档编号G02B6/00GK1425929SQ0214990
公开日2003年6月25日 申请日期2002年10月30日 优先权日2001年12月10日
发明者桥本孝志 申请人:三菱电机株式会社