分光器の向こう側からスペクトルを見ると、「くぼみ」があるのはなぜですか？
光ファイバブラッググレーティング（FBG）の技術解析において、グレーティングの反対側で測定されるスペクトルは**透過スペクトル（Transmission Spectrum）であり、スペクトルに現れる「くぼみ」は光学工学において一般的に透過谷（Transmission Dip / Notch）**と呼ばれます。
この現象は、コヒーレントブラッグ反射とエネルギー保存則によって決定される物理的効果です。
1. 物理原理：ブラッグ反射とコヒーレント重ね合わせ
光ファイバブラッググレーティングは、単一モード光ファイバのコア内部に作製された周期的な屈折率変調微細構造です。広帯域光がグレーティング領域に光ファイバで注入されると、各屈折率変化の微弱な界面でフレネル反射が生じます。
入射光の波長がブラッグ共振条件を満たすとき：
\lambda_B = 2 n_{\text{eff}} \Lambda
（ここで \lambda_B はブラッグ中心波長、n_{\text{eff}} はコア導波モードの実効屈折率、 \Lambda はグレーティングの変調周期）
各界面からの反射光は完全に同位相で干渉重ね合わせとなり、入射端でその特定の狭帯域波長 \lambda_B の光強度を強く反射させます（反射端では狭帯域「ピーク」として現れます）。
2. エネルギー保存：透過端でのエネルギー欠損
光ファイバ材料の非常にわずかな固有散乱と光吸収損失を無視すると、システムに入力される光パワーはエネルギー保存則に従います。
T(\lambda) + R(\lambda) \approx 1
（ここで T(\lambda) は透過率、R(\lambda) は反射率）
- 非共振波長領域：光波はブラッグ条件を満たさず、反射率はゼロに近くなります（ R \approx 0 ）。光波はほとんど損失なくグレーティング領域を透過します（ T \approx 1 ）。これは平坦なベースラインとして現れます。
- 共振波長領域（ \lambda_B ）：光エネルギーはコヒーレントに反射されて入射方向に戻ります（ R \to 1 ）。これにより、元の方向に伝播し続け、グレーティングの反対側に到達するエネルギーが大幅に減少します（ T \to 0 ）。
したがって、分光器（OSA）の対数座標（dBスケール）では、この波長位置での透過パワーが急激に低下し、急峻な「くぼみ」が形成されます。
3. 透過谷の工学的特徴付け
透過谷の形状は、光ファイバグレーティングのコア性能パラメータを直接特徴付けます。
- 深さ（透過損失／抑制深度）：透過谷底部の減衰量は、グレーティングの**反射率（Reflectivity）**によって直接決定されます。
- 例えば、グレーティングの反射率が 90\% で、透過光パワーが初期値の 10\% に低下する場合、谷の深さは約 10\ \text{dB} です。
- 反射率が 99\% （高反射グレーティング）の場合、透過谷の深さは 20\ \text{dB} に達することがあります。
- 反射率が 99.9\% の場合、透過谷の深さは 30\ \text{dB} に達します。
- 幅（フィルタ帯域幅）：透過谷の半値全幅（FWHM）は、グレーティングの3dB帯域幅に対応し、主にグレーティングのグレーティング領域長（例： 2\ \text{mm} ～ 10\ \text{mm} ）と変調屈折率の深さ（ \Delta n ）によって決定されます。
関連製品シリーズ
OFSCN®が開発した多種多様な光ファイバブラッググレーティング製品は、厳密に制御された反射／透過スペクトル品質を備えており、単点FBGおよび複数点ファイバグレーティングストリング（FBG Strings）を網羅しています。
- OFSCN® Standard Femtosecond Fiber Bragg Gratings / FBG Strings (Bare)：フェムト秒逐点書き込みグレーティング。反射率と帯域幅は要求に応じてカスタマイズ可能。サイドモード抑制比はデフォルトで \ge 15\ \text{dB} です。
- OFSCN® Polyimide Fiber Bragg Gratings / FBG Strings (Bare)：ポリイミド耐熱型光ファイバグレーティング。標準波長範囲は 1525\ \text{nm} \sim 1565\ \text{nm} （ 1510\ \text{nm} \sim 1590\ \text{nm} までカスタマイズ可能）。
