CN1233581C - 光放大玻璃和光波导 - Google Patents

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Abstract

一种光放大玻璃，它包含100质量份基质玻璃和0.1-10质量份掺入到基质玻璃中的Er，其中所述的基质玻璃含有Bi2O3、B2O3和SiO2两者中的至少一种、选自Ga2O3、WO3和TeO2的至少一种和La2O3，其中各物质的百分比，Bi2O3是20-80mol%，B2O3+SiO2是5-75mol%，Ga2O3+WO3+TeO2是0.1-35mol%，La2O3是0.01-15mol%。

Description

光放大玻璃和光波导
技术领域
本发明涉及一种光放大玻璃，它适于放大1530-1630nm波长的光。
背景技术
作为能够进行各色各样通讯的光学通讯系统，有人提出了例如波分复用通讯系统(WDM)，它通过增加波分复用通道的数目来提高传输量。
在例如使用C波段光(波长：1530-1560nm)或L波段光(波长：1570-1620nm)作为光信号的WDM中，光纤放大器是放大这种光信号必不可少的器件。作为这种放大器，正在开发的是EDFA。
EDFA是一种光纤放大器，其中光纤的芯是掺Er的玻璃。作为这种光纤，可以提到的有例如掺Er的SiO2纤维，其中芯是SiO2玻璃，或掺Er的氟化玻璃纤维，其中芯是氟化玻璃。
但是，使用掺Er的SiO2纤维的EDFA有这样一个问题，即光纤的长度一般至少为20m，为了容纳在尺寸约为30cm的EDFA容器内，它必须卷成圈。
而采用掺Er的氟化玻璃纤维的EDFA也有缺陷，即它的玻璃转变点通常最高为320℃，因此，如果光放大的激发光的强度增大，就会导致热损坏。
为了解决这些问题，JP-A-2001-102揭示了一种长6cm的涂布树脂的玻璃纤维，其对于波长为1.50微米-1.59微米和强度为0.001mW的光信号，就能够得到至少为9dB的增益。它的长度为6cm，这样就不必卷成圈。另外，上述涂布树脂的玻璃纤维的芯是掺Er的氧化铋类型玻璃(这里称为常规玻璃)，掺入Er的比例为0.6质量份，以100质量份氧化铋类型的基质玻璃为基准(基质玻璃组成用摩尔％表示：Bi2O3：42.8％，B2O3：28.5％，SiO2：14.3％，Ga2O3：7.1％，Al2O3：7.1％，和CeO2：0.2％)。
上述常规玻璃的增益相对于纤维长度6cm、光信号强度0.001mW的情形为1。通常已知的是增益随光信号强度增大而减小，对于通常用于例如WDM的强度约为0.1mW的光信号，用常规玻璃就不能获得所要求的增益。
此外，如果常规玻璃用于放大包括L波段的波长范围内的光，可能得不到所要求的转换效率。
发明概述
本发明的目的是提供一种能够解决上述问题的光放大玻璃和光波导。
本发明提供一种光放大玻璃，它包含100质量份基质玻璃和0.1-10质量份掺入到基质玻璃中的Er，其中基质玻璃含有Bi2O3、B2O3和SiO2这两者中的至少一种、选自Ga2O3、WO3和TeO2的至少一种和La2O3，其中各物质的百分比Bi2O3是20-80mol％，B2O3+SiO2是5-75mol％，Ga2O3+WO3+TeO2是0.1-35mol％，La2O3是0.01-15mol％。
此外，本发明还提供一种光波导，它含有上述光放大玻璃作为芯。
下面参照一些优选的实施方式详细说明本发明。
发明详述
本发明的光放大玻璃(下面称为本发明玻璃)通常用作具有芯/鞘结构的光波导的芯，该光波导例如是具有同样结构的玻璃纤维，或具有同样结构的平面波导。这样的光波导就是本发明的波导。
本发明的光波导适于放大1530-1630nm波长的光，尤其C波段中短波长的光。此外，它还适于以高转换效率放大L波段光。
这样的放大是通过将激发光与要放大的光(即信号光)一同导入芯来实施。作为这样的激发光，通常采用波长为970-990nm或1470-1490nm的激光束。对于放大C波段光，通常使用波长970-990nm的激发光；对于放大L波段光，使用波长为1470-1490nm的激发光。但是，激发光不限于这些。
在使用本发明的长度为8cm或更短的光波导放大C波段光的情形下，当光波导的长度为5cm时，对于波长为1530-1560nm、强度为0.1mW的光，增益优选至少为8dB。如果长度为5cm时增益小于8dB，那么就不能解决上述问题。即当长度为8cm或更短时，对于强度为0.1mW的信号光，就不能获得足够的增益。当长度为5cm时，上述增益优选至少为9dB。
在本发明的光波导用于放大包括L波段的波长范围内的光时，对于波长1600nm的光，转换效率η优选至少为10％。如果它低于10％，就不能得到所要求的增益。更优选至少为15％。本文中的η表示信号光输出强度与激发光强度的百分比。
更优选η至少为10％，对于1530-1620nm波长范围内强度为1mW的光，3-dB带宽至少为55nm，尤其优选至少为60nm。
此外，更优选η至少为10％，对于波长1620nm和强度1mW的光，增益至少为10dB，尤其优选至少为15dB。
尤其优选η至少为10％，对于1530-1620nm波长范围内的强度为1mW的光，3-dB带宽至少为55nm，对于波长1620nm和强度1mW的光，增益至少为10dB。
在本发明的玻璃作为芯的光纤内(下面称为本发明的光纤)，芯直径与鞘直径一般分别为2-10微米和100-200微米。
当本发明的光纤用于EDFA，而不卷成圈时，它的长度优选至多为8cm，更优选至多为6cm，尤其优选至多为5cm。
优选的是，本发明光纤的鞘的折射率n2和芯的折射率n2，所述芯即本发明的玻璃，应满足下式，其中n1一般为1.8-2.2：
0.0005≤(n1-n2)/n1≤0.1
另外，优选的是上述鞘由玻璃制成，更优选的是该玻璃基本是下述以mol％表示的组成：25-70％Bi2O3，，5-74.89％B2O3+SiO2，0.1-30％Al2O3+Ga2O3和0.01-10％CeO2。
本发明的光纤可以由例如下述方式制成：先用众所周知的挤出方法制备具有芯玻璃和鞘玻璃相结合的预制坯，然后拉伸这样的预制坯。
本发明玻璃的玻璃化转变温度点Tg优选至少为360℃。如果Tg低于360℃，那么当高强度的激光束用作激发光时，玻璃的温度就会局部很高，导致热损坏，由此会增大光损，光放大就不足。玻璃化转变温度点更优选至少为400℃，尤其优选至少为420℃。
本发明的玻璃包含基质玻璃和Er。
如果Er向基质玻璃的加入量低于0.1质量份(以100质量份基质玻璃为基准)，就得不到足够的增益。它优选至少为0.2质量份。如果它超过10质量份，玻璃化就会很困难，或由于浓度猝灭，增益会下降。它优选至多为7质量份，更优选至多为4质量份，尤其优选至多为3质量份。
当本发明的玻璃用于EDFA用的光纤(长度一般至多为8cm)而不需卷成圈时，或用于EDFA用的小型平面波导(长度一般至多为8cm)，Er的加入量优选至少为0.5质量份，更优选至少为0.8质量份，尤其优选至少为1.0质量份，以100质量份基质玻璃为基准。
这些情况下Er所占的比例优选为1-3质量份，更优选1.2-3质量份，尤其优选1.5-3质量份，以100质量份基质玻璃为基准。
当本发明的玻璃用于放大包括L波段的波长范围内的光时，Er的加入量优选至少为0.1质量份，并低于1质量份，以100质量份基质玻璃为基准。更优选至少为0.2质量份，尤其优选至少为0.3质量份，更优选至多为0.9质量份，尤其优选至多为0.8质量份。
下面描述本发明玻璃内基质玻璃的组成，其中mol％简单地表示为％。
Bi2O3是基本组分。如果它的含量低于20％，可获得增益的波长宽度Δλ就会小。它的含量优选至少为30％，更优选至少为35％，尤其优选至少为40％。如果它的含量超过80％，玻璃化就很困难，在加工成纤维的过程中会发生析晶，或者Tg会太低。该含量优选至多为70％，更优选至多为60％，尤其优选至多为50％。本文中所述的析晶是玻璃中晶体析出明显的情况，应此在加工成纤维过程中可能发生纤维断裂，或者在用作光纤过程中，可能发生纤维断裂。
B2O3和SiO2是玻璃网络成形物质，为了在玻璃制备过程中通过抑制晶体的析出来促进形成玻璃，必须含有这两种物质中的至少一种。如果B2O3+SiO2总含量低于5％，那么玻璃化就会很困难，或在加工成纤维过程中发生析晶。该总含量优选至少为10％，更优选至少为15％，尤其优选至少为19％，最优选至少为25％。但如果总含量超过75％，增益就会下降。它优选至多为60％，更优选至多为55％，尤其优选至多为45％，最优选至多为40％。
B2O3的含量优选至多为60％，更优选至多为45％，尤其优选至多为30％。在要求提高耐水性或提高增益时，该含量优选调节为至多为20％，不加入B2O3则更好。
SiO2的含量优选至多为60％，更优选至多为50％，尤其优选至多为45％，最优选至多为40％。当加入SiO2时，其含量优选至少为1％，更优选至少10％，尤其优选至少为19％，最优选至少为25％。
Ga2O3、WO3和TeO2是增大Δλ的组分。必须加入这三种组分中的至少一种。如果它们的总含量Ga2O3+WO3+TeO2低于0.1％，Δλ就会太小。该总含量优选至少为3％，更优选至少为5％，尤其优选至少为10％，如果超过35％，增益就会低。它优选至多为30％，更优选至多为25％。
当要求增大Δλ时，优选加入Ga2O3。
Ga2O3的含量优选至多为30％，更优选至多为20％。当加入Ga2O3时，其含量优选至少为1％，更优选至少为5％，尤其优选至少为10％。
WO3的含量优选至多为30％，更优选至多为20％，尤其优选至多为10％。当加入WO3时，其含量优选至少为1％，更优选至少为3％。
TeO2的含量优选至多为30％，更优选至多为20％。当加入TeO2时，其含量优选至少为1％，更优选至少为3％。
La2O3是基本组分，其作用是使浓度猝灭不会发生或者使增益提高。如果它低于0.01％，这样的作用就很小。它优选至少为0.1％。如果它超过15％，那么玻璃化就很困难，或者光损会增大。它优选至多为12％，更优选至多为10％。
当本发明的玻璃用于光纤或小型平面波导时，所述光纤用于EDFA时不需卷成圈，所述平面波导用于EDFA，则Er向基质玻璃加入的量一般要较高，至少为1质量份；而为了抑制由于Er引起的浓度猝灭，La2O3优选至少为1％，更优选至少为2％。
当本发明的玻璃用于放大包括L波段的波长范围的光时，La2O3优选为0.5-4％。在此情况下，光纤或平面波导的长度很长(一般至少为80cm)，如果La2O3的含量超过4％，由于光损，几乎得不到所要求的光放大。它更优选至多为3％，尤其优选至多为2.5％。
在本发明中，基质玻璃优选基本由下述氧化物组成，并以下述氧化物为基础：
    Bi2O3     20-80％
    B2O3      0-60％
    SiO2       0-60％
    Ga2O3     0-30％
    WO3        0-30％
    TeO2       0-30％
    La2O3     0.01-15％
    Al2O3     0-10％
    GeO2       0-30％
    TiO2       0-30％
    SnO2        0-30％
    CeO2        0-2％
在上述优选的基质玻璃中，下面将说明上面描述过的组分Bi2O3、B2O3、SiO2、Ga2O3、WO3、TeO2和La2O3以外的其他组分情况。
Al2O3不是必需的组分，但是可以加入以便在制备玻璃过程中通过抑制晶体的析出来促进玻璃的形成，加入量可高达10％。如果它超过10％，那么光放大率就会下降。它更优选至多为9％，再优选至多为8％，尤其优选至多为7％，最优选至多为5％。当加入Al2O3时，其含量优选至少为0.1％，更优选至少为1％，尤其优选至少为2％。
为了在制备玻璃过程中通过抑制晶体的析出来促进玻璃的形成，优选加入Al2O3和Ga2O3中的至少一种，Al2O3+Ga2O3总含量优选至多为30％。如果该总含量超过30％，玻璃化就会很困难，或者Tg会很低。总含量更优选至多为25％。此外，Al2O3+Ga2O3优选至少为3％，更优选至少为8％，尤其优选至少为12％。
GeO2不是必需组分，但是可以加入至高达30％，它的作用是促进玻璃的形成或增大折射率。如果它超过30％，玻璃就会析晶。它优选至多为10％，更优选至多为5％。当GeO2加入时，其含量优选至少为0.1％，更优选至少为1％。
CeO2不是必需组分，但是可以加入至高达2％，用来阻止Bi2O3在玻璃熔体中以金属铋的形式沉淀出来，以致降低玻璃的透明度。如果它超过2％，玻璃的黄色或橙色会很重，因此降低透明度。它优选至多为1％，更优选至多为0.5％。当加入CeO2时，它的含量优选至少为0.1％。若要求增大透明度，优选不加入CeO2。
TiO2和SnO2都不是必需组分，但是为了在加工成纤维的过程中抑制析晶，这两种物质都可以加入，每种的含量可高达30％。但优选至多为10％。
本发明优选的基质玻璃基本上由上述组分组成，但是也可以加入其他组分，只要其加入量不损害本发明的目的。这些“其他组分”的总含量优选至多为10％。例如可以加入MgO、CaO、SrO、BaO、Na2O、K2O、ZrO2、ZnO、CdO、In2O3、PbO等，以便在加工成纤维过程中抑制析晶，即是促进玻璃化，也可以加入Yb2O3，以便抑制析晶或浓度猝灭。此外，当加入Yb2O3时，它的含量优选至多为5％。
关于制备本发明玻璃的方法，并没有什么限制。例如可以用熔制方法，在该方法中，将准备的原料混合，放入金坩埚、氧化铝坩埚、SiO2坩埚或铱坩埚，在空气中800-1300℃温度熔制，将得到的熔体浇注到预定模具内。或者，它也可以用熔制以外的方法制备，例如溶胶凝胶法或蒸气沉积法。
实施例
向组成如表1-3所示的Bi2O3至CeO2的基质玻璃加入Er，上述组成用mol％表示，Er的加入量在这些表中，用质量份表示，以100质量份基质玻璃为基准；将这样得到的玻璃用熔制方法在1200℃熔融。在实施例1(鞘)、实施例2(鞘)、实施例3(鞘)、实施例4(鞘)、实施例5(鞘)和实施例6(鞘)中，没有加入Er。实施例1(芯)、实施例3(芯)、实施例4(芯)和实施例5(芯)是本发明玻璃的实施例。其他玻璃是对比例。
对于这些玻璃，用椭球偏光计测量了波长为1.55微米的折射率n，经差热分析(DTA)测量了玻璃化转变温度点Tg(单位：℃)。结果如表所示。
由实施例1(芯)和实施例1(鞘)，对用众所周知的挤出方法制成的预制坯进行拉伸，制成芯直径4微米，鞘直径124微米，长度为5cm的光纤1。同样，由实施例2(芯)和实施例2(鞘)制成了光纤2，其芯直径4微米，鞘直径124微米，长度5cm。由实施例3(芯)和实施例3(鞘)制成了光纤3，其芯直径4.5微米，鞘直径125微米，长度98cm。由实施例4(芯)和实施例4(鞘)制成了光纤4，其芯直径4.9微米，鞘直径125微米，长度254cm。由实施例5(芯)和实施例5(鞘)制成了光纤5，其芯直径4.7微米，鞘直径125微米，长度253cm。由实施例6(芯)和实施例6(鞘)制成了光纤6，其芯直径4.0微米，鞘直径125微米，长度118cm。光纤1、3、4和5是本发明光波导的实施例，光纤2和6是光波导的对比例。
向光纤1和2内，导入波长980nm和强度230mW的激光束(激发光)和波长(nm)如表4和5所示的信号光(强度＝0.1mW)，并向光纤3-6，导入波长1480nm和强度280mW的激光束(激发光)和波长(nm)如表4和5所示的信号光(强度＝1mW)，此后测量增益G(dB)。G的测试结果如表4和5所示。
G从下式由信号光进入光纤的强度I入和从光纤输出的强度I出计算得出，测量误差在±0.5dB内：
G＝10×log(I出-I入/I入)
从表4和5可以明显看出，对于光纤3、4、5和6，强度为1mW的光的3-dB带宽分别是75nm、75nm或更宽、70nm或更宽、70nm或更宽。
此外，向光纤1和2导入波长980nm和强度(mW)如表6所示的激光束(激发光)和波长1560nm的信号光(强度＝1mW)，测得G(dB)。从表6所示的测试结果看，很明显，当激发光强度至少为120mW时，长5cm的光纤1能够获得至少为8dB的G。
此外，向光纤3-6导入波长1480nm和强度(mW)如表7或8所示的激光束(激发光)和波长1600nm的信号光(强度＝1mW)，测得G(dB)和I出(mW)。G的测试结果如表7所示，I出的测试结果如表8所示。
从表8可以明显看出，对于光纤3，当激发光强度至少为186mW时，对于光纤4，当激发光强度至少为100mW时，以及对于光纤5，当激发光强度至少为79mW时，上述η变成至少为10％。另一方面，对于对比例的光纤6，即使激发光强度为400mW，η为8.2％，即低于10％。
另外，在表6、7和8中，强度为0mW的情况表示仅有信号光导入而无激光束导入的情况。
光纤1适用于上述不需卷成圈即可用作EDFA用光纤的情况，或上述用作EDFA用的小型平面波导的情况。
光纤3、4和5适合用来在包括L波段的波长范围内对光进行放大。
另外，还用下述方式检查了La2O3含量与光损之间的关系。即先用上述同样的方式制备一些玻璃，其中实施例3(芯)和实施例3(鞘)中的La2O3含量4.3mol％降低至如实施例7(芯)和实施例7(鞘)中的2.8mol％，至实施例8(芯)和实施例8(鞘)中的1.4mol％，至实施例9(芯)和实施例9(鞘)中的0mol％。SiO2的含量则增大至抵消La2O3含量的减少。在表9中，示出了实施例7(芯)至实施例9(鞘)的玻璃组成，示出方式与表1-3中相同。
与光纤3的方式相同，由实施例7(芯)和实施例7(鞘)制备了光纤7，由实施例8(芯)和实施例8(鞘)制备了光纤8，由实施例9(芯)和实施例9(鞘)制备了光纤9。
测量了光纤3、7、8和9对于波长1310nm的光的光损，其中各光纤中L2O3的含量依此削减，结果发现光损分别为2.1dB/m、1.4dB/m、0.7dB/m和0.7dB/m。即，如果La2O3含量超过4mol％，光损至少为2dB/m，对于很长的光纤，这样的光损是不可忽略的。在本文中，为了避免Er引起的吸收，将具有上述波长的光用于测量光损。
                            表1
  实施例1(芯)   实施例1(鞘)   实施例2(芯)   实施例2(鞘)
  Bi2O3   42.7   42.8   42.8   42.8
  SiO2   31.4   35.6   35.6   35.6
  Ga2O3   17.8   14.3   17.8   14.3
  La2O3   4.3   0   0   0
  Al2O3   3.6   7.1   3.6   7.1
  CeO2   0.2   0.2   0.2   0.2
  Er   1.22   0   1.27   0
  n   2.05   2.01   2.02   2.01
  Tg   505   485   490   485
                               表2
  实施例3(芯)   实施例3(鞘)   实施例4(芯)   实施例4(鞘)
  Bi2O3   42.7   42.7   42.7   42.7
  SiO2   31.4   31.4   31.4   31.4
  Ga2O3   17.8   14.3   17.8   14.3
  La2O3   4.3   4.3   4.3   4.3
  Al2O3   3.6   7.1   3.6   7.1
  CeO2   0.2   0.2   0.2   0.2
  Er   0.65   0   0.32   0
  n   2.05   2.04   2.05   2.04
  Tg   505   508   505   508
                         表3
  实施例5(芯)   实施例5(鞘)   实施例6(芯)   实施例6(鞘)
  Bi2O3   42.8   42.8   42.8   42.8
  SiO2   34.2   34.2   35.6   35.6
  Ga2O3   17.8   14.3   17.8   14.3
  La2O3   1.4   1.4   0   0
  Al2O3   3.6   7.1   3.6   7.1
  CeO2   0.2   0.2   0.2   0.2
  Er   0.32   0   0.65   0
  n   2.03   2.02   2.02   2.01
  Tg   490   492   485   485
                                               表4
 波长   1520   1526   1530   1535   1540   1545   1550   1555   1560   1565   1570
 纤维1   4.6   6.4   9.3   11.1   10.4   11.2   11.1   11.2   11.0   9.7   8.1
 纤维2   0.5   1.1   3.2   4.6   5.0   5.4   4.3   4.5   5.4   5.0   3.4
 纤维3   -   -   -   8.2   16.1   17.6   18.1   18.6   19.0   19.0   18.9
 纤维4   -   -   -   -   11.2   18.8   19.6   20.1   20.3   20.5   20.5
 纤维5   -   -   -   -   9.4   17.0   18.3   19.0   19.3   19.8   20.2
 纤维6   -   -   -   -   -   5.2   13.5   15.6   16.3   16.5   16.5
                                             表5
 波长   1575   1580   1585   1590   1595   1600   1605   1610   1615   1620
 纤维1   7.0   6.1   6.3   6.5   6.3   5.7   5.4   5.4   5.1   5.2
 纤维2   3.2   2.7   2.8   2.2   2.4   2.2   1.7   1.9   2.1   1.6
 纤维3   18.8   18.5   18.6   18.6   18.6   18.4   18.2   17.8   16.9   14.5
 纤维4   20.4   20.3   20.4   20.4   20.4   20.3   20.1   19.8   19.4   18.5
 纤维5   20.1   20.0   20.0   20.0   20.0   19.9   19.7   19.5   19.1   18.2
 纤维6   16.4   16.3   16.3   16.5   16.2   16.4   16.2   15.9   15.4   14.5
                                                    表6
 强度   0   20   40   60   80   100   120   140   160   180   200   230
 纤维1   -9.9   -4.3   2.0   4.7   6.5   7.8   8.2   8.6   9.1   9.6   9.8   9.8
 纤维2   -8.8   -3.6   0.2   2.0   3.8   4.3   4.8   5.0   5.2   5.4   5.4   5.4
                                                  表7
 强度   0   36   79   100   143   186   229   272   315   358   400
 纤维3   -19.0   -6.3   4.1   7.2   11.4   13.8   15.4   16.6   17.5   18.1   18.6
 纤维4   -24.3   -6.8   7.9   11.0   14.5   16.5   17.8   18.7   19.5   20.0   20.5
 纤维5   -24.6   1.7   10.5   12.7   15.3   16.7   17.8   18.7   19.3   19.8   20.3
 纤维6   -23.2   -11.7   -1.0   2.6   7.4   10.4   12.1   13.2   14.2   14.5   15.2
                                                       表8
强度 0 36 79 100 143 186 229 272 315 368 400
  纤维3   ＜0.1   0.2   2.5   5.2   13.7   24.0   34.9   45.6   55.6   64.1   71.9
  纤维4   ＜0.1   0.2   6.1   12.6   28.3   44.3   59.6   74.3   88.1   101   112
  纤维5   ＜0.1   1.5   11.2   18.6   33.9   46.8   60.8   74.1   85.1   95.5   107
  纤维6   ＜0.1   0.1   0.8   1.8   5.5   10.9   16.3   20.9   26.2   28.4   32.8
                                   表9
 实施例7(芯)   实施例7(鞘)  实施例8(芯)  实施例8(鞘)  实施例9(芯)  实施例9(鞘)
  Bi2O3   42.7   42.7   42.7   42.7   42.7   42.7
  SiO2   32.9   32.9   34.3   34.3   35.7   35.7
  Ga2O3   17.8   14.3   17.8   14.3   17.8   14.3
  La2O3   2.8   2.8   1.4   1.4   0   0
  Al2O3   3.6   7.1   3.6   7.1   3.6   7.1
  CcO2   0.2   0.2   0.2   0.2   0.2   0.2
  Er   0.65   0   0.65   0   0.65   0
根据本发明，可以获得光放大玻璃和具有放大功能的光波导，而且即使将高强度的激光束用作激发光，也不会发生热损坏，并且不会发生浓度猝灭。
另外，即使长度很短，也可以获得具有所要求放大功能的光纤，它不需卷成圈就可用于EDFA。
此外，即使是放大包括L波段的波长范围内的光也可以获得高转换效率的光波导。此外还可以获得这样的光波导，它在同样的放大下具有宽的3-dB带宽，还可以获得这样的光波导，它对波长1620nm的光增益至少为10dB。
2001年10月10日提出的日本专利申请No2001-313157的全文包括说明书、权利要求书和摘要都参考结合于此。

Claims (13)

1.一种光放大玻璃，它包含100质量份基质玻璃和0.1-10质量份掺入到基质玻璃中的Er，所述的基质玻璃含有Bi2O3、B2O3和SiO2两者中的至少一种、选自Ga2O3、WO3和TeO2的至少一种和La2O3，其中各物质的百分比，Bi2O3是20-80mol％，B2O3+SiO2是5-75mol％，Ga2O3+WO3+TeO2是0.1-35mol％，La2O3是0.01-15mol％。
2.如权利要求1所述的光放大玻璃，其特征在于所述的基质玻璃主要由下述氧化物组成，并以下述氧化物为基准，用mol％表示：
Bi2O3             20-80％
B2O3              0-60％
SiO2               0-60％
Ga2O3             0-30％
WO3                0-30％
TeO2               0-30％
La2O3             0.01-15％
Al2O3             0-10％
GeO2               0-30％
TiO2               0-30％
SnO2               0-30％
CeO2               0-2％
3.如权利要求1或2所述的光放大玻璃，其特征在于所述基质玻璃内La2O3的含量是0.5-4mol％。
4.如权利要求1所述的光放大玻璃，其特征在于所述的Er的掺入比例为1-3质量份，以100质量份基质玻璃为基准。
5.如权利要求2所述的光放大玻璃，其特征在于所述的Er的掺入比例为1-3质量份，以100质量份基质玻璃为基准。
6.如权利要求3所述的光放大玻璃，其特征在于所述的Er的掺入比例为1-3质量份，以100质量份基质玻璃为基准。
7.如权利要求1所述的光放大玻璃，其特征在于所述的Er的掺入比例低于1质量份，以100质量份基质玻璃为基准。
8.如权利要求2所述的光放大玻璃，其特征在于所述的Er的掺入比例低于1质量份，以100质量份基质玻璃为基准。
9.如权利要求3所述的光放大玻璃，其特征在于所述的Er的掺入比例低于1质量份，以100质量份基质玻璃为基准。
10.一种光波导，它包含权利要求1-4、7中任一项所述的光放大玻璃作为芯。
11.如权利要求10所述的光波导，当光波导的长度为5cm时，它对于波长1530-1560nm和强度0.1mW的光具有至少8dB的增益。
12.如权利要求10所述的光波导，它对于1530-1620nm波长范围内强度为1mW的光具有至少为55nm的3-dB带宽，对于波长为1600nm的光，具有至少10％的转换效率。
13.如权利要求10所述的光波导，它对于波长1620nm和强度1mW的光具有至少10dB的增益，对于波长1600nm的光，具有至少10％的转换效率。
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