JP2000124555A - 光増幅器用光ファイバ - Google Patents
光増幅器用光ファイバInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光増幅効率の改善された光増幅器用光ファイ
バを提供する。 【解決手段】 ＧｅＳ2-Ｇａ2Ｓ3化学量論的組成線より
Ｓが少なく添加されたＧｅ-Ｇａ-Ｓ系ガラスに希土類元
素および／または遷移金属がドーピングされており、前
記Ｇｅ-Ｇａ-Ｓ系ガラスを基準として０．１〜１０原子
百分率のハロゲン元素がさらに含まれていることを特徴
とする。 【効果】 これにより、前記希土類元素および／または
遷移金属として、例えば、Ｐｒ+3が高濃度で添加される
場合にもＰｒ+3イオンの群集現象が抑制されることによ
って光増幅効率が改善される。
バを提供する。 【解決手段】 ＧｅＳ2-Ｇａ2Ｓ3化学量論的組成線より
Ｓが少なく添加されたＧｅ-Ｇａ-Ｓ系ガラスに希土類元
素および／または遷移金属がドーピングされており、前
記Ｇｅ-Ｇａ-Ｓ系ガラスを基準として０．１〜１０原子
百分率のハロゲン元素がさらに含まれていることを特徴
とする。 【効果】 これにより、前記希土類元素および／または
遷移金属として、例えば、Ｐｒ+3が高濃度で添加される
場合にもＰｒ+3イオンの群集現象が抑制されることによ
って光増幅効率が改善される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光増幅器用光ファ
イバに係り、特に光増幅効率の改善された光増幅器用光
ファイバに関する。
イバに係り、特に光増幅効率の改善された光増幅器用光
ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】シリカガラスの零分散帯域(zero disper
sion wavelength)の１３１０ｎｍ波長帯域の光増幅器の
製造時、ガラスにドーピングする希土類元素としてＮｄ
+3、Ｐｒ+3などを使用することが一般的である。ところ
が、希土類元素としてＮｄ+3を使用する場合には、次の
ような問題点がある。
sion wavelength)の１３１０ｎｍ波長帯域の光増幅器の
製造時、ガラスにドーピングする希土類元素としてＮｄ
+3、Ｐｒ+3などを使用することが一般的である。ところ
が、希土類元素としてＮｄ+3を使用する場合には、次の
ような問題点がある。
【０００３】即ち、4Ｆ3/2準位から4Ｉ13/2準位に遷移
される過程で発生する蛍光の中心波長が１．３５μｍで
あって、零分散帯域から相当離れており、4Ｆ3/2準位か
ら発生する他の波長（８９０ｎｍ、１０６４ｎｍ）の蛍
光に比べて１．３μｍ領域における蛍光の光度が非常に
弱く、4Ｆ3/2準位における励起準位吸収(excited state
absorption)によって１．３６μｍより短波長における
光利得（optical gain）が極端に劣る。
される過程で発生する蛍光の中心波長が１．３５μｍで
あって、零分散帯域から相当離れており、4Ｆ3/2準位か
ら発生する他の波長（８９０ｎｍ、１０６４ｎｍ）の蛍
光に比べて１．３μｍ領域における蛍光の光度が非常に
弱く、4Ｆ3/2準位における励起準位吸収(excited state
absorption)によって１．３６μｍより短波長における
光利得（optical gain）が極端に劣る。
【０００４】前述した問題点を解決するために基材とし
てシリカガラスの代わりに弗化物系ガラスを使用する方
法が提案された。しかし、この方法も１３１０ｎｍ波長
領域における光利得を大きく向上させることはできなか
った。
てシリカガラスの代わりに弗化物系ガラスを使用する方
法が提案された。しかし、この方法も１３１０ｎｍ波長
領域における光利得を大きく向上させることはできなか
った。
【０００５】反面、ガラスにドーピングする希土類元素
としてＰｒ+3を使用する場合には、 1Ｇ4準位と3Ｈ5準位
との間の遷移過程で放出される蛍光を用いる。ところ
が、このような遷移の確率（transition probability）
が他の遷移確率に比べて余程高いために光増幅効率が高
いと予想される。
としてＰｒ+3を使用する場合には、 1Ｇ4準位と3Ｈ5準位
との間の遷移過程で放出される蛍光を用いる。ところ
が、このような遷移の確率（transition probability）
が他の遷移確率に比べて余程高いために光増幅効率が高
いと予想される。
【０００６】しかし、Ｐｒ+3を実質的に適用すれば、1
Ｇ4準位と直下準位の3Ｆ4準位とのエネルギー差が３０
００ｃｍ-1程度に小さくて基材として格子振動エネルギ
ーの大きな酸化物ガラス（＞８００ｃｍ-1）を使用する
場合には多重格子振動緩和によって1Ｇ4準位に励起され
たＰｒ+3が非輻射遷移される確率が非常に高まることに
よって光増幅効率が劣る。
Ｇ4準位と直下準位の3Ｆ4準位とのエネルギー差が３０
００ｃｍ-1程度に小さくて基材として格子振動エネルギ
ーの大きな酸化物ガラス（＞８００ｃｍ-1）を使用する
場合には多重格子振動緩和によって1Ｇ4準位に励起され
たＰｒ+3が非輻射遷移される確率が非常に高まることに
よって光増幅効率が劣る。
【０００７】前記問題点を解決するために米国特許第５
３７９１４９号は、基材としてＧｅ-Ｇａ-Ｓ系ガラスを
使用する方法を開示している。ここでＧｅ-Ｇａ-Ｓ系ガ
ラスは格子振動エネルギーが従来の酸化物ガラスや弗化
物ガラスより小さくて１３１０ｎｍ波長の光増幅効率を
向上させうると期待された。
３７９１４９号は、基材としてＧｅ-Ｇａ-Ｓ系ガラスを
使用する方法を開示している。ここでＧｅ-Ｇａ-Ｓ系ガ
ラスは格子振動エネルギーが従来の酸化物ガラスや弗化
物ガラスより小さくて１３１０ｎｍ波長の光増幅効率を
向上させうると期待された。
【０００８】ところが、このようなＧｅ-Ｇａ-Ｓ系ガラ
スは、図１のＧｅ-Ｇａ-Ｓ相分離図に示されたように、
ＧｅＳ2-Ｇａ2Ｓ3化学量論的組成線（Ｌ）よりＳが過剰
添加された組成よりなっている。また、このような組成
を有する代表的な例のＧｅ25Ｇａ5Ｓ70ガラスの場合、
従来のＧｅ-Ｓ、Ａｓ-Ｓ、Ｇｅ-Ａｓ（Ｐ、Ｓｂ）-Ｓガ
ラスに比べてＰｒ+3の溶解度は大きい反面、Ｐｒ+3が高
濃度で添加される場合、Ｐｒ+3イオンの群集現象によっ
てイオン間エネルギー伝達率が急に増加される。これに
より1Ｇ4準位の蛍光寿命が短縮されるだけでなく、光増
幅効率が低下される問題点がある。
スは、図１のＧｅ-Ｇａ-Ｓ相分離図に示されたように、
ＧｅＳ2-Ｇａ2Ｓ3化学量論的組成線（Ｌ）よりＳが過剰
添加された組成よりなっている。また、このような組成
を有する代表的な例のＧｅ25Ｇａ5Ｓ70ガラスの場合、
従来のＧｅ-Ｓ、Ａｓ-Ｓ、Ｇｅ-Ａｓ（Ｐ、Ｓｂ）-Ｓガ
ラスに比べてＰｒ+3の溶解度は大きい反面、Ｐｒ+3が高
濃度で添加される場合、Ｐｒ+3イオンの群集現象によっ
てイオン間エネルギー伝達率が急に増加される。これに
より1Ｇ4準位の蛍光寿命が短縮されるだけでなく、光増
幅効率が低下される問題点がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は前記問
題点を解決してＰｒ+3などのようにイオン状態に存在す
る希土類元素や遷移金属が高濃度に添加される場合にも
Ｐｒ+3イオンなどのようにイオン状態に存在する希土類
元素や遷移金属の群集現象(clustering)が抑制されるこ
とによって光増幅効率が改善された光増幅器形成用光フ
ァイバを提供することである。
題点を解決してＰｒ+3などのようにイオン状態に存在す
る希土類元素や遷移金属が高濃度に添加される場合にも
Ｐｒ+3イオンなどのようにイオン状態に存在する希土類
元素や遷移金属の群集現象(clustering)が抑制されるこ
とによって光増幅効率が改善された光増幅器形成用光フ
ァイバを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明では、ＧｅＳ2-Ｇａ2Ｓ3化学量論的組成線(sto
ichiometric composition line)よりＳが少なく添加さ
れたＧｅ-Ｇａ-Ｓ系ガラスに希土類元素および／または
遷移金属がドーピングされており、前記Ｇｅ-Ｇａ-Ｓ系
ガラスを基準として０．１〜１０原子百分率（atomic p
ercent；以下、単に「ａｔ％」ともいう。）のハロゲン
元素がさらに含まれていることを特徴とする光増幅器用
光ファイバを提供する。
に本発明では、ＧｅＳ2-Ｇａ2Ｓ3化学量論的組成線(sto
ichiometric composition line)よりＳが少なく添加さ
れたＧｅ-Ｇａ-Ｓ系ガラスに希土類元素および／または
遷移金属がドーピングされており、前記Ｇｅ-Ｇａ-Ｓ系
ガラスを基準として０．１〜１０原子百分率（atomic p
ercent；以下、単に「ａｔ％」ともいう。）のハロゲン
元素がさらに含まれていることを特徴とする光増幅器用
光ファイバを提供する。
【００１１】本発明の光増幅器用光ファイバにおいて、
前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｙｂ、Ｎｄ、Ｈｏ、Ｅｒおよ
びＴｍよりなる群から選ばれたいずれか一つ以上である
ことが好ましく、Ｐｒ+3(praseodymium ions)であるこ
とがより望ましい。前記希土類元素のドーピング量は、
希土類を含有したＧｅ-Ｇａ-Ｓ系ガラスを基準として１
００〜５０００質量ｐｐｍであることが望ましい。こう
した希土類元素は、金属形態の試料が入手可能ならば、
純度が高いために金属形態で付加するのが有利である。
金属形態の試料の入手が困難な場合には、ＡＸ3 （ここ
で、Ａは希土類元素、Ｘはハロゲン元素を表す）などの
ようなハロゲン化合物またはＡ2 Ｓ3 （ここで、Ａは希
土類元素を表す）などのような硫化物形態で付加するこ
とができる。例えば、Ｐｒを例にとれば、実質的にＰｒ
がＰｒ+3イオン状態で存在するＰｒ金属（金属状態）や
ＰｒＢｒ3 、ＰｒＩ3 などの化合物を添加することで、
ドーピングすることができる。同様にＰｒ以外の希土類
元素もこれと同一である。具体的には、例えば、実質的
にＰｒの場合は、金属形態、ＰｒＢｒ3 、ＰｒＩ3など
の化合物状態で使用し、Ｅｒの場合は、Ｅｒ2 Ｓ3 の形
態で使用するのが一般的である。
前記希土類元素は、Ｐｒ、Ｙｂ、Ｎｄ、Ｈｏ、Ｅｒおよ
びＴｍよりなる群から選ばれたいずれか一つ以上である
ことが好ましく、Ｐｒ+3(praseodymium ions)であるこ
とがより望ましい。前記希土類元素のドーピング量は、
希土類を含有したＧｅ-Ｇａ-Ｓ系ガラスを基準として１
００〜５０００質量ｐｐｍであることが望ましい。こう
した希土類元素は、金属形態の試料が入手可能ならば、
純度が高いために金属形態で付加するのが有利である。
金属形態の試料の入手が困難な場合には、ＡＸ3 （ここ
で、Ａは希土類元素、Ｘはハロゲン元素を表す）などの
ようなハロゲン化合物またはＡ2 Ｓ3 （ここで、Ａは希
土類元素を表す）などのような硫化物形態で付加するこ
とができる。例えば、Ｐｒを例にとれば、実質的にＰｒ
がＰｒ+3イオン状態で存在するＰｒ金属（金属状態）や
ＰｒＢｒ3 、ＰｒＩ3 などの化合物を添加することで、
ドーピングすることができる。同様にＰｒ以外の希土類
元素もこれと同一である。具体的には、例えば、実質的
にＰｒの場合は、金属形態、ＰｒＢｒ3 、ＰｒＩ3など
の化合物状態で使用し、Ｅｒの場合は、Ｅｒ2 Ｓ3 の形
態で使用するのが一般的である。
【００１２】また、本発明の光増幅器用光ファイバにお
いて、前記遷移金属は、Ｃｒ及びＭｎよりなる群から選
ばれたいずれか一つ以上であることが好ましい。前記遷
移金属のドーピング量は、遷移金属を含有したＧｅ-Ｇ
ａ-Ｓ系ガラスを基準として１００〜５０００質量ｐｐ
ｍであることが望ましい。こうした遷移金属も、上記希
土類元素と同様の形態で付加することができる。
いて、前記遷移金属は、Ｃｒ及びＭｎよりなる群から選
ばれたいずれか一つ以上であることが好ましい。前記遷
移金属のドーピング量は、遷移金属を含有したＧｅ-Ｇ
ａ-Ｓ系ガラスを基準として１００〜５０００質量ｐｐ
ｍであることが望ましい。こうした遷移金属も、上記希
土類元素と同様の形態で付加することができる。
【００１３】また、前記ハロゲン元素は、ＢｒおよびＩ
よりなる群から選ばれたいずれか一つ以上であることが
望ましい。前記ハロゲン元素の含有量は、前記Ｇｅ-Ｇ
ａ-Ｓ系ガラス（ここでは、前記希土類元素および／ま
たは遷移金属を含めないものとする。）を基準として
０．１〜１０ａｔ％、好ましくは５〜１０ａｔ％であ
る。
よりなる群から選ばれたいずれか一つ以上であることが
望ましい。前記ハロゲン元素の含有量は、前記Ｇｅ-Ｇ
ａ-Ｓ系ガラス（ここでは、前記希土類元素および／ま
たは遷移金属を含めないものとする。）を基準として
０．１〜１０ａｔ％、好ましくは５〜１０ａｔ％であ
る。
【００１４】また、本発明の光増幅器用光ファイバにお
いて、Ｇａの含有量は１〜１０モル％の範囲であること
が望ましい。Ｇａの含有量が１０モル％を超える場合に
は光増幅効率がほとんど増加されないので望ましくな
い。一方、Ｇａの含有量が１モル％未満の場合には、希
土類元素の溶解度が急減してガラスの失透現象を表す場
合がある。また、Ｓの含有量は６０〜６７モル％の範囲
であることが望ましい。Ｓの含有量が６７モル％を超え
る場合には光増幅効率がほとんど増加されないので望ま
しくない。一方、Ｓの含有量が６０モル％未満の場合に
は、近赤外線波長での吸収係数が上昇して透過損失が急
増する問題点が生ずる場合がある。なお、上記Ｓ、Ｇａ
（及びこれらから導かれるＧｅ）の含有量は、いずれも
Ｓ、Ｇａ及びＧｅ全体の総モル数を基準とした。
いて、Ｇａの含有量は１〜１０モル％の範囲であること
が望ましい。Ｇａの含有量が１０モル％を超える場合に
は光増幅効率がほとんど増加されないので望ましくな
い。一方、Ｇａの含有量が１モル％未満の場合には、希
土類元素の溶解度が急減してガラスの失透現象を表す場
合がある。また、Ｓの含有量は６０〜６７モル％の範囲
であることが望ましい。Ｓの含有量が６７モル％を超え
る場合には光増幅効率がほとんど増加されないので望ま
しくない。一方、Ｓの含有量が６０モル％未満の場合に
は、近赤外線波長での吸収係数が上昇して透過損失が急
増する問題点が生ずる場合がある。なお、上記Ｓ、Ｇａ
（及びこれらから導かれるＧｅ）の含有量は、いずれも
Ｓ、Ｇａ及びＧｅ全体の総モル数を基準とした。
【００１５】前記希土類元素および／または遷移金属
は、２種以上の元素をガラスにドーピングしてもよく、
例えば、希土類元素の１種であるＰｒと、他の希土類元
素ないし遷移金属であるＹｂ、Ｎｄ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｃｒ及びＭｎからなる群から選択された１つ以上の
元素とからなる２種以上の元素をガラスにドーピングさ
れることもある。このように、希土類元素および遷移金
属よりなる群から選ばれた２種以上の元素をドーピング
すれば、光増幅効率が増加するだけでなく、多様な波長
の光が同時に増幅される利点がある。
は、２種以上の元素をガラスにドーピングしてもよく、
例えば、希土類元素の１種であるＰｒと、他の希土類元
素ないし遷移金属であるＹｂ、Ｎｄ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｃｒ及びＭｎからなる群から選択された１つ以上の
元素とからなる２種以上の元素をガラスにドーピングさ
れることもある。このように、希土類元素および遷移金
属よりなる群から選ばれた２種以上の元素をドーピング
すれば、光増幅効率が増加するだけでなく、多様な波長
の光が同時に増幅される利点がある。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明は、Ｇｅ-Ｇａ-Ｓ系ガラス
の組成をＧｅＳ2-Ｇａ2Ｓ3化学量論的組成線（Ｌ）（図
３）よりＳが足りない方向に調節すると同時に、希土類
元素および／または遷移金属がドーピングされてなるＧ
ｅ-Ｇａ-Ｓ系化合物のガラス形成能力を向上させるため
にハロゲン元素を添加することにその特徴がある。この
ような特徴と関連した本発明の原理（ここでは、ドーピ
ングする希土類元素および／または遷移金属として、実
質的にＰｒがＰｒ+3イオン状態で存在するＰｒ金属（金
属状態）を用いた場合）を説明する。
の組成をＧｅＳ2-Ｇａ2Ｓ3化学量論的組成線（Ｌ）（図
３）よりＳが足りない方向に調節すると同時に、希土類
元素および／または遷移金属がドーピングされてなるＧ
ｅ-Ｇａ-Ｓ系化合物のガラス形成能力を向上させるため
にハロゲン元素を添加することにその特徴がある。この
ような特徴と関連した本発明の原理（ここでは、ドーピ
ングする希土類元素および／または遷移金属として、実
質的にＰｒがＰｒ+3イオン状態で存在するＰｒ金属（金
属状態）を用いた場合）を説明する。
【００１７】Ｐｒ+3イオンの1Ｇ4準位の蛍光寿命及び光
増幅効率に最も大きな影響を与える因子として、1Ｇ4準
位で励起されたＰｒ+3が光以外の他の形態に変わって発
散される非輻射遷移（non-radiative transition）があ
る。Ｐｒ+3イオン内で発生される非輻射遷移現象（non-
radiative transition）は、図２に示されたように、準
安定準位の1Ｇ4準位と直下準位の3Ｆ4準位とのエネルギ
ー差が３０００ｃｍ-1程度に小さくて発生するガラスの
格子振動エネルギーによる多重格子振動緩和現象（mult
iple lattice vibration relaxation）とＰｒ+3イオン
との間のエネルギー伝達現象（energy transfer）とに
大別される。
増幅効率に最も大きな影響を与える因子として、1Ｇ4準
位で励起されたＰｒ+3が光以外の他の形態に変わって発
散される非輻射遷移（non-radiative transition）があ
る。Ｐｒ+3イオン内で発生される非輻射遷移現象（non-
radiative transition）は、図２に示されたように、準
安定準位の1Ｇ4準位と直下準位の3Ｆ4準位とのエネルギ
ー差が３０００ｃｍ-1程度に小さくて発生するガラスの
格子振動エネルギーによる多重格子振動緩和現象（mult
iple lattice vibration relaxation）とＰｒ+3イオン
との間のエネルギー伝達現象（energy transfer）とに
大別される。
【００１８】Ｐｒ+3イオンの1Ｇ4準位の電子密度が減少
されると光増幅効率が低下されるが、これは1Ｇ4準位に
励起されたＰｒ+3イオンが周囲の励起された他のＰｒ+3
イオンのエネルギーを吸収して上位準位の1Ｄ2準位に上
向き遷移され、基底準位の3Ｈ4準位に存在したＰｒ+3イ
オンが周囲の他のＰｒ+3イオンのエネルギーを吸収して
3Ｆ2準位に励起されて交差遷移（cross transition）が
発生し、元々1Ｇ4準位に励起されて存在したＰｒ+3イオ
ンが3Ｈ6準位に格下げられる交差緩和（cross relaxati
on）が発生されるからである（図２）。このようなＰｒ
+3イオン間のエネルギー伝達速度はイオン間の距離に依
存するが、このような事実をＰｒ+3イオン間のエネルギ
ー伝達メカニズムがイオン間の静電相互作用（electros
taticinteractions）によるものと仮定して説明すれば
次の通りである。
されると光増幅効率が低下されるが、これは1Ｇ4準位に
励起されたＰｒ+3イオンが周囲の励起された他のＰｒ+3
イオンのエネルギーを吸収して上位準位の1Ｄ2準位に上
向き遷移され、基底準位の3Ｈ4準位に存在したＰｒ+3イ
オンが周囲の他のＰｒ+3イオンのエネルギーを吸収して
3Ｆ2準位に励起されて交差遷移（cross transition）が
発生し、元々1Ｇ4準位に励起されて存在したＰｒ+3イオ
ンが3Ｈ6準位に格下げられる交差緩和（cross relaxati
on）が発生されるからである（図２）。このようなＰｒ
+3イオン間のエネルギー伝達速度はイオン間の距離に依
存するが、このような事実をＰｒ+3イオン間のエネルギ
ー伝達メカニズムがイオン間の静電相互作用（electros
taticinteractions）によるものと仮定して説明すれば
次の通りである。
【００１９】即ち、エネルギー伝達速度は双極子-双極
子の相互作用の場合にはイオン間距離の６乗に、双極子
-四極子の相互作用の場合にはイオン間距離の８乗に、
四極子-四極子の相互作用の場合にはイオン間距離の１
０乗に各々反比例する。従って、添加したＰｒ+3イオン
が基底内で均一に溶解されて分布されず、相互群集され
た状態に存在すればイオン間エネルギー伝達速度は、Ｐ
ｒ+3イオンが均一に分布されていると仮定した場合に比
べて非常に大きな値を有することになって1Ｇ4準位の蛍
光寿命を短縮させる。その結果、光増幅効率が著しく低
下される。
子の相互作用の場合にはイオン間距離の６乗に、双極子
-四極子の相互作用の場合にはイオン間距離の８乗に、
四極子-四極子の相互作用の場合にはイオン間距離の１
０乗に各々反比例する。従って、添加したＰｒ+3イオン
が基底内で均一に溶解されて分布されず、相互群集され
た状態に存在すればイオン間エネルギー伝達速度は、Ｐ
ｒ+3イオンが均一に分布されていると仮定した場合に比
べて非常に大きな値を有することになって1Ｇ4準位の蛍
光寿命を短縮させる。その結果、光増幅効率が著しく低
下される。
【００２０】一方、Ｐｒ+3イオンを基材内に均一に分布
させるためには基材ガラスのＰｒ+3イオンに対する収容
限界が高くなければならない。
させるためには基材ガラスのＰｒ+3イオンに対する収容
限界が高くなければならない。
【００２１】Ｋ．Ｗｅｉの論文("Synthesis and Charac
terization of rare earth doped chalcogenide glasse
s、1994)によれば、Ｇｅ-Ｓ、Ａｓ-Ｓ、Ｇｅ-Ａｓ（Ｐ、
Ｓｂ）-Ｓガラスにおいてガラス構成成分が化学量論的
な組成を有していたり、またはこれより多くのＳの組成
を有している場合には、このようなガラスに対する希土
類元素の溶解度が数百質量ｐｐｍに過ぎないと知られて
いる。従って、希土類元素を過量添加する場合には、希
土類イオンの群集（clustering）によって微細結晶が析
出されて失透現象（devitrification）を示すと報告さ
れている。
terization of rare earth doped chalcogenide glasse
s、1994)によれば、Ｇｅ-Ｓ、Ａｓ-Ｓ、Ｇｅ-Ａｓ（Ｐ、
Ｓｂ）-Ｓガラスにおいてガラス構成成分が化学量論的
な組成を有していたり、またはこれより多くのＳの組成
を有している場合には、このようなガラスに対する希土
類元素の溶解度が数百質量ｐｐｍに過ぎないと知られて
いる。従って、希土類元素を過量添加する場合には、希
土類イオンの群集（clustering）によって微細結晶が析
出されて失透現象（devitrification）を示すと報告さ
れている。
【００２２】反面、Ｇｅ-Ｓ、Ａｓ-Ｓ、Ｇｅ-Ａｓ
（Ｐ、Ｓｂ）-Ｓガラスにおいてガラス構成成分が化学
量論的な組成よりＳの足りない組成を有する場合には希
土類元素の溶解度が数千質量ｐｐｍまで増加されるもの
と知られている。これにより、Ｓの含有量とガラス構造
との間には非常に密接な関連があるということが分か
る。
（Ｐ、Ｓｂ）-Ｓガラスにおいてガラス構成成分が化学
量論的な組成よりＳの足りない組成を有する場合には希
土類元素の溶解度が数千質量ｐｐｍまで増加されるもの
と知られている。これにより、Ｓの含有量とガラス構造
との間には非常に密接な関連があるということが分か
る。
【００２３】即ち、Ｓ含有量が化学量論的な組成より足
りない場合、これより形成されたガラス内には陽イオン
間の金属結合が存在し、このような金属結合は希土類イ
オンの溶解度を増加させるのに決定的な役割をする。
りない場合、これより形成されたガラス内には陽イオン
間の金属結合が存在し、このような金属結合は希土類イ
オンの溶解度を増加させるのに決定的な役割をする。
【００２４】本発明は、前述した事実をＧｅ-Ｇａ-Ｓガ
ラスに適用してＰｒ+3イオンがＧｅ-Ｇａ-Ｓガラス内で
群集されることを抑制すると同時に、Ｐｒ+3イオンをＧ
ｅ-Ｇａ-Ｓガラス内にできるだけ均一に分布させてイオ
ン間のエネルギー伝達による非輻射遷移確率を減少させ
ることによって光増幅効率を向上させようとしたことで
ある。
ラスに適用してＰｒ+3イオンがＧｅ-Ｇａ-Ｓガラス内で
群集されることを抑制すると同時に、Ｐｒ+3イオンをＧ
ｅ-Ｇａ-Ｓガラス内にできるだけ均一に分布させてイオ
ン間のエネルギー伝達による非輻射遷移確率を減少させ
ることによって光増幅効率を向上させようとしたことで
ある。
【００２５】ところが、Ｇｅ-Ｇａ-Ｓガラスが化学量論
的な組成よりＳの足りない組成からなる場合には、次の
ような問題点がある。
的な組成よりＳの足りない組成からなる場合には、次の
ような問題点がある。
【００２６】第１、陽イオン間の金属結合でガラスの透
過限界波長が急に近赤外線方向に移動することによって
励起光源の波長を基材ガラス自体が吸収したり、かかる
励起光源の吸収によって基材自体が損傷される恐れがあ
る。
過限界波長が急に近赤外線方向に移動することによって
励起光源の波長を基材ガラス自体が吸収したり、かかる
励起光源の吸収によって基材自体が損傷される恐れがあ
る。
【００２７】第２、Ｓ含有量が少ないほどガラスの形成
能力が劣る。
能力が劣る。
【００２８】前述したような問題点を未然に防止するた
めに本発明ではＧｅ-Ｇａ-Ｓガラスにハロゲン元素を共
に添加した。
めに本発明ではＧｅ-Ｇａ-Ｓガラスにハロゲン元素を共
に添加した。
【００２９】前記ハロゲン元素はＢｒおよびＩよりなる
群から選ばれたいずれか一つ以上であることが望まし
く、これらを用いると、Ｇｅ-Ｇａ-Ｓ-ＢｒまたはＧｅ-
Ｇａ-Ｓ-Ｉガラスなどが得られる。このようにハロゲン
元素を付け加えると、前述したＧｅ-Ｇａ-Ｓ系ガラスの
結晶化に対する安定性がよくなり、また吸収端の波長が
短波長青色領域側に移動する。
群から選ばれたいずれか一つ以上であることが望まし
く、これらを用いると、Ｇｅ-Ｇａ-Ｓ-ＢｒまたはＧｅ-
Ｇａ-Ｓ-Ｉガラスなどが得られる。このようにハロゲン
元素を付け加えると、前述したＧｅ-Ｇａ-Ｓ系ガラスの
結晶化に対する安定性がよくなり、また吸収端の波長が
短波長青色領域側に移動する。
【００３０】また、ハロゲン元素の含有量はＧｅ-Ｇａ-
Ｓ系ガラスを基準として０．１〜１０ａｔ％、好ましく
は５〜１０ａｔ％であることが望ましい。ここで、ハロ
ゲン元素の含有量が１０ａｔ％を超える場合には光増幅
効率が劣り、０．１ａｔ％未満の場合にはガラスの形成
能力が劣って望ましくない。
Ｓ系ガラスを基準として０．１〜１０ａｔ％、好ましく
は５〜１０ａｔ％であることが望ましい。ここで、ハロ
ゲン元素の含有量が１０ａｔ％を超える場合には光増幅
効率が劣り、０．１ａｔ％未満の場合にはガラスの形成
能力が劣って望ましくない。
【００３１】以下、図４に基づき本発明の望ましい一実
施例に係る光ファイバ、即ちＧｅ-Ｇａ-Ｓ-Ｂｒガラス
にＰｒ+3がドーピングされた光ファイバを用いる光増幅
器について説明する。
施例に係る光ファイバ、即ちＧｅ-Ｇａ-Ｓ-Ｂｒガラス
にＰｒ+3がドーピングされた光ファイバを用いる光増幅
器について説明する。
【００３２】図４を参照すれば、光増幅器４０は、光フ
ァイバ４３からのポンプ放射(pumpradiation)を光ファ
イバ４４からの放射と結合させる分散カプラ(dispersiv
e coupler)４１、Ｇｅ-Ｇａ-Ｓ-ＢｒガラスにＰｒ+3が
ドーピングされた光ファイバ４２及び再放射を防止する
ためのファラデー分離器(faraday isolator)４５より構
成される。ここで、分散カプラ４１は光ファイバ４３と
光ファイバ４４との放射の９０％を集めて光ファイバ４
２に送り、残り１０％は光ファイバ４７に送ってモニタ
リングする。
ァイバ４３からのポンプ放射(pumpradiation)を光ファ
イバ４４からの放射と結合させる分散カプラ(dispersiv
e coupler)４１、Ｇｅ-Ｇａ-Ｓ-ＢｒガラスにＰｒ+3が
ドーピングされた光ファイバ４２及び再放射を防止する
ためのファラデー分離器(faraday isolator)４５より構
成される。ここで、分散カプラ４１は光ファイバ４３と
光ファイバ４４との放射の９０％を集めて光ファイバ４
２に送り、残り１０％は光ファイバ４７に送ってモニタ
リングする。
【００３３】前述したような構造よりなる光増幅器４０
は最終的に増幅された１３１０ｎｍ波長の光４６を放射
させる。
は最終的に増幅された１３１０ｎｍ波長の光４６を放射
させる。
【００３４】本発明に係る光ファイバは光増幅器以外に
レーザー共振器、スーパールミネッセントディバイス(s
uper luminescent device)のような光生成装置（light
generating device）に幅広く適用しうる。
レーザー共振器、スーパールミネッセントディバイス(s
uper luminescent device)のような光生成装置（light
generating device）に幅広く適用しうる。
【００３５】また、本発明の光増幅器用光ファイバを製
造するためには、例えば、光繊維母材（optical fiber
prefoem）を製造してから、これを熱処理した後延伸し
て光ファイバを製造することができる。この場合、光繊
維母材を製造する過程は、後述する実施例に記載したよ
うな方法が利用できるものである。そして、この光繊維
母材から光ファイバを製造するには、従来公知の通例的
な製造方法によって製造することができる。
造するためには、例えば、光繊維母材（optical fiber
prefoem）を製造してから、これを熱処理した後延伸し
て光ファイバを製造することができる。この場合、光繊
維母材を製造する過程は、後述する実施例に記載したよ
うな方法が利用できるものである。そして、この光繊維
母材から光ファイバを製造するには、従来公知の通例的
な製造方法によって製造することができる。
【００３６】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳しく説明す
るが、本発明は下記実施例にのみ限定されることではな
い。
るが、本発明は下記実施例にのみ限定されることではな
い。
【００３７】実施例１ 純度９９．９９９％のＧｅ、Ｇａ、Ｓを用いてＧｅ32.5
Ｇａ5Ｓ62.5とＧｅ28. 3Ｇａ10Ｓ61.7をそれぞれ製造し
た。ここに、Ｇｅ32.5Ｇａ5Ｓ62.5およびＧｅ28 .3Ｇａ
10Ｓ61.7のそれぞれに対して、希土類元素として、実質
的にＰｒがＰｒ+3イオン状態で存在するＰｒ金属を添加
した。ここでの上記希土類元素であるＰｒ +3（実質的に
ＰｒがＰｒ+3イオン状態で存在するＰｒ金属）のドーピ
ング量は、当該希土類を含有したＧｅ32.5Ｇａ5Ｓ62.5
およびＧｅ28.3Ｇａ10Ｓ61.7のそれぞれを基準として、
いずれも５０００質量ｐｐｍとした。さらに、ハロゲン
元素としてＢｒをそれぞれＧｅ32.5Ｇａ5Ｓ62.5および
Ｇｅ28.3Ｇａ10Ｓ61.7に添加した。ここでの上記ハロゲ
ン元素であるＢｒの添加量は、各々Ｇｅ32.5Ｇａ5Ｓ6
2.5基質およびＧｅ28.3Ｇａ10Ｓ61.7基質を基準として
５ａｔ％とした。
Ｇａ5Ｓ62.5とＧｅ28. 3Ｇａ10Ｓ61.7をそれぞれ製造し
た。ここに、Ｇｅ32.5Ｇａ5Ｓ62.5およびＧｅ28 .3Ｇａ
10Ｓ61.7のそれぞれに対して、希土類元素として、実質
的にＰｒがＰｒ+3イオン状態で存在するＰｒ金属を添加
した。ここでの上記希土類元素であるＰｒ +3（実質的に
ＰｒがＰｒ+3イオン状態で存在するＰｒ金属）のドーピ
ング量は、当該希土類を含有したＧｅ32.5Ｇａ5Ｓ62.5
およびＧｅ28.3Ｇａ10Ｓ61.7のそれぞれを基準として、
いずれも５０００質量ｐｐｍとした。さらに、ハロゲン
元素としてＢｒをそれぞれＧｅ32.5Ｇａ5Ｓ62.5および
Ｇｅ28.3Ｇａ10Ｓ61.7に添加した。ここでの上記ハロゲ
ン元素であるＢｒの添加量は、各々Ｇｅ32.5Ｇａ5Ｓ6
2.5基質およびＧｅ28.3Ｇａ10Ｓ61.7基質を基準として
５ａｔ％とした。
【００３８】得られたＧｅ32.5Ｇａ5Ｓ62.5基質にＰｒ
+3及びＢｒを含有してなるものと、Ｇｅ28.3Ｇａ10Ｓ
61.7基質にＰｒ+3及びＢｒを含有してなるものをそれぞ
れ、アルゴン雰囲気のグローブボックス内で秤量してバ
ッチ１０ｇを得た後、これをシリカアンプルに入れ、真
空状態で密封した。これらを攪拌炉でいずれも９５０℃
で１２時間熔融させた後、空冷させて、Ｇｅ32.5Ｇａ5
Ｓ62.5基質とＧｅ28.3Ｇａ10Ｓ61.7基質を各々利用した
２つの光繊維母材を得た。得られた光繊維母材をそれぞ
れガラス遷移温度付近で熱処理した後延伸して光ファイ
バをそれぞれ製作した。
+3及びＢｒを含有してなるものと、Ｇｅ28.3Ｇａ10Ｓ
61.7基質にＰｒ+3及びＢｒを含有してなるものをそれぞ
れ、アルゴン雰囲気のグローブボックス内で秤量してバ
ッチ１０ｇを得た後、これをシリカアンプルに入れ、真
空状態で密封した。これらを攪拌炉でいずれも９５０℃
で１２時間熔融させた後、空冷させて、Ｇｅ32.5Ｇａ5
Ｓ62.5基質とＧｅ28.3Ｇａ10Ｓ61.7基質を各々利用した
２つの光繊維母材を得た。得られた光繊維母材をそれぞ
れガラス遷移温度付近で熱処理した後延伸して光ファイ
バをそれぞれ製作した。
【００３９】比較例１ Ｇｅ32.5Ｇａ5Ｓ62.5とＧｅ28.3Ｇａ10Ｓ61.7の代わり
にＧｅ25Ｇａ5Ｓ70を使用し、Ｂｒを付加えないことを
除いては、実施例と同様に光ファイバを製作した。
にＧｅ25Ｇａ5Ｓ70を使用し、Ｂｒを付加えないことを
除いては、実施例と同様に光ファイバを製作した。
【００４０】前記実施例１及び比較例１によって製造さ
れたそれぞれの光ファイバ（実施例１の光ファイバに
は、Ｇｅ32.5Ｇａ5Ｓ62.5基質を利用した光繊維母材か
ら得られた光ファイバを用いた。これはもう１つのＧｅ
28.3Ｇａ10Ｓ61.7基質を利用した光繊維母材から得られ
た光ファイバでも同様の傾向を示すため、具体的なデー
タの記載は省略したものである。）の１３１０ｎｍ波長
領域における誘導放出断面積（stimulated emission cr
oss-section）とＰｒ+3の1Ｇ4準位の蛍光寿命（fluores
cence lifetime）を測定して下記表１に示した。
れたそれぞれの光ファイバ（実施例１の光ファイバに
は、Ｇｅ32.5Ｇａ5Ｓ62.5基質を利用した光繊維母材か
ら得られた光ファイバを用いた。これはもう１つのＧｅ
28.3Ｇａ10Ｓ61.7基質を利用した光繊維母材から得られ
た光ファイバでも同様の傾向を示すため、具体的なデー
タの記載は省略したものである。）の１３１０ｎｍ波長
領域における誘導放出断面積（stimulated emission cr
oss-section）とＰｒ+3の1Ｇ4準位の蛍光寿命（fluores
cence lifetime）を測定して下記表１に示した。
【００４１】蛍光寿命（τ：測定値）は、デジタル化さ
れたオシロスコープ(digitized oscilloscope)を用いて
蛍光の光度が初期の１／ｅになる地点の時間として定義
し、蛍光寿命（τR：計算値）は、電子遷移（electron
transition）による光放出（radiative transition）の
みを仮定したとき、蛍光の光度が初期の１／ｅになる地
点の時間として定義する。そして、量子効率（η）は蛍
光寿命の測定値と計算値の割合で定義する。
れたオシロスコープ(digitized oscilloscope)を用いて
蛍光の光度が初期の１／ｅになる地点の時間として定義
し、蛍光寿命（τR：計算値）は、電子遷移（electron
transition）による光放出（radiative transition）の
みを仮定したとき、蛍光の光度が初期の１／ｅになる地
点の時間として定義する。そして、量子効率（η）は蛍
光寿命の測定値と計算値の割合で定義する。
【００４２】この際、励起光源としてはＡｒ+1レーザー
で駆動されるＴｉ-サファイアレーザー（波長：１０２
０ｎｍ）を使用し、これを用いてＰｒ+3を1Ｇ4準位で励
起させた後、発生される蛍光を１／４ｍ ダブルモノク
ロメータ(double monochromater)で波長を選別し、Ｉｎ
ＧａＡｓ ＰＩＮフォトディテクターで蛍光を感知し
た。そして、感知された蛍光をコンピュータの連結され
たロック-イン増幅器(rock in amplifier)で分析した。
で駆動されるＴｉ-サファイアレーザー（波長：１０２
０ｎｍ）を使用し、これを用いてＰｒ+3を1Ｇ4準位で励
起させた後、発生される蛍光を１／４ｍ ダブルモノク
ロメータ(double monochromater)で波長を選別し、Ｉｎ
ＧａＡｓ ＰＩＮフォトディテクターで蛍光を感知し
た。そして、感知された蛍光をコンピュータの連結され
たロック-イン増幅器(rock in amplifier)で分析した。
【００４３】
【表１】
【００４４】前記表１から分かるように、前記比較例１
の1Ｇ4準位の蛍光寿命は１２３μｓであり、量子効率は
１６％であった。
の1Ｇ4準位の蛍光寿命は１２３μｓであり、量子効率は
１６％であった。
【００４５】反面、実施例１の場合は1Ｇ4準位の蛍光寿
命が１６０μｓで、量子効率が３１％であって比較例１
の場合に比べて増加した。
命が１６０μｓで、量子効率が３１％であって比較例１
の場合に比べて増加した。
【００４６】このような結果から、Ｐｒ+3の濃度が同一
であってもＳの含有量が減少すればＰｒ+3のイオンの群
集が抑制されることによって、イオン間のエネルギー伝
達による非輻射遷移が減少されることが分かった。
であってもＳの含有量が減少すればＰｒ+3のイオンの群
集が抑制されることによって、イオン間のエネルギー伝
達による非輻射遷移が減少されることが分かった。
【００４７】一方、光増幅器及びレーザー共振器の設計
時、励起光源のスレショルド強度（threshold level）
は非常に重要である。励起光源のスレショルド強度は一
般に蛍光寿命と誘導放出断面積の二乗に反比例する。
時、励起光源のスレショルド強度（threshold level）
は非常に重要である。励起光源のスレショルド強度は一
般に蛍光寿命と誘導放出断面積の二乗に反比例する。
【００４８】図５を参照すれば、前記実施例１の１．３
μｍ波長の誘導放出断面積は９．９２×１０-21ｃｍ2で
あって、比較例１の誘導放出断面積６．７８×１０-21
ｃｍ2に比べて大きな値を示した。これはＳの足りない
組成を有するガラスでは1Ｇ4準位と3Ｈ5準位との間の遷
移確率が増加するからである。
μｍ波長の誘導放出断面積は９．９２×１０-21ｃｍ2で
あって、比較例１の誘導放出断面積６．７８×１０-21
ｃｍ2に比べて大きな値を示した。これはＳの足りない
組成を有するガラスでは1Ｇ4準位と3Ｈ5準位との間の遷
移確率が増加するからである。
【００４９】前記結果から、Ｇｅ-Ｇａ-Ｓ系ガラスでＳ
の含有量を化学量論的な組成に比べて減少させると、Ｐ
ｒ+3イオンの1Ｇ4準位の蛍光寿命を延ばし、１．３１μ
ｍ波長における誘導放出断面積も増加させて光増幅効率
を向上させうる。
の含有量を化学量論的な組成に比べて減少させると、Ｐ
ｒ+3イオンの1Ｇ4準位の蛍光寿命を延ばし、１．３１μ
ｍ波長における誘導放出断面積も増加させて光増幅効率
を向上させうる。
【００５０】図６は、時差走査熱量計(Differential Sc
anning Calorimeter:DSC)を用いて前記実施例１及び比
較例１によって製造された光ファイバ（ここでも実施例
１の光ファイバには、Ｇｅ32.5Ｇａ5Ｓ62.5基質を利用
した光繊維母材から得られた光ファイバを用いた。これ
はもう１つのＧｅ28.3Ｇａ10Ｓ61.7基質を利用した光繊
維母材から得られた光ファイバでも同様の傾向を示すた
め、具体的なデータの記載は省略したものである。）の
ガラス遷移温度と結晶化温度を分析した結果を示した図
面である。一般にガラスの結晶化に対する安定性は結晶
化温度（Ｔｘ）とガラス転移温度（Ｔｇ）との差（△
Ｔ）に比例する。
anning Calorimeter:DSC)を用いて前記実施例１及び比
較例１によって製造された光ファイバ（ここでも実施例
１の光ファイバには、Ｇｅ32.5Ｇａ5Ｓ62.5基質を利用
した光繊維母材から得られた光ファイバを用いた。これ
はもう１つのＧｅ28.3Ｇａ10Ｓ61.7基質を利用した光繊
維母材から得られた光ファイバでも同様の傾向を示すた
め、具体的なデータの記載は省略したものである。）の
ガラス遷移温度と結晶化温度を分析した結果を示した図
面である。一般にガラスの結晶化に対する安定性は結晶
化温度（Ｔｘ）とガラス転移温度（Ｔｇ）との差（△
Ｔ）に比例する。
【００５１】比較例１の場合は△Ｔが１１８℃で、実施
例１の場合は△Ｔが１５１℃であって、実施例の△Ｔが
さらに大きい。この結果から、実施例１は比較例１の場
合に比べてガラスの結晶化に対する安定性が大きく向上
されて光ファイバの製造時に発生しうる結晶析出による
光損失の発生可能性を著しく減少させることができた。
例１の場合は△Ｔが１５１℃であって、実施例の△Ｔが
さらに大きい。この結果から、実施例１は比較例１の場
合に比べてガラスの結晶化に対する安定性が大きく向上
されて光ファイバの製造時に発生しうる結晶析出による
光損失の発生可能性を著しく減少させることができた。
【００５２】
【発明の効果】前述したように、本発明の光増幅器用光
ファイバが希土類元素および／または遷移金属、例え
ば、Ｐｒ+3をドーピングした場合、1Ｇ4準位の蛍光寿命
と光利得が増加して１３１０ｎｍ波長における光増幅効
率が向上される。
ファイバが希土類元素および／または遷移金属、例え
ば、Ｐｒ+3をドーピングした場合、1Ｇ4準位の蛍光寿命
と光利得が増加して１３１０ｎｍ波長における光増幅効
率が向上される。
【図１】 Ｇｅ、Ｇａ及びＳの三つの成分からなる相分
離図であって、従来の技術に係るＧｅ-Ｇａ-Ｓガラスの
組成領域（斜線部）を示す図面である。
離図であって、従来の技術に係るＧｅ-Ｇａ-Ｓガラスの
組成領域（斜線部）を示す図面である。
【図２】 Ｐｒ+3のエネルギー準位図である。
【図３】 Ｇｅ、Ｇａ及びＳの三つの成分からなる相分
離図であって、本発明に係るＧｅ-Ｇａ-Ｓガラスの組成
領域（斜線部）を示す図面である。
離図であって、本発明に係るＧｅ-Ｇａ-Ｓガラスの組成
領域（斜線部）を示す図面である。
【図４】 一般の光増幅器の構造を概略的に示す図面で
ある。
ある。
【図５】 本発明の実施例及び比較例に係る光ファイバ
において、波長による誘導放出面積を示す図面である。
において、波長による誘導放出面積を示す図面である。
【図６】 本発明の実施例及び比較例に係る光ファイバ
において、時差走査熱量計の分析結果を示す図面であ
る。
において、時差走査熱量計の分析結果を示す図面であ
る。
１００…従来の技術に係るＧｅ-Ｇａ-Ｓガラスの組成領
域（斜線部）、Ｌ…Ｇｅ-Ｇａ-Ｓ相分離図に示されたＧ
ｅＳ2-Ｇａ2Ｓ3化学量論的組成線、４０…光増幅器、
４１…分散カプラ、４２…光ファイバ、
４３…光ファイバ、４４…光ファイバ、
４５…ファラデー分離器、４６…１３１
０ｎｍ波長の光、 ４７…光ファイバ。
域（斜線部）、Ｌ…Ｇｅ-Ｇａ-Ｓ相分離図に示されたＧ
ｅＳ2-Ｇａ2Ｓ3化学量論的組成線、４０…光増幅器、
４１…分散カプラ、４２…光ファイバ、
４３…光ファイバ、４４…光ファイバ、
４５…ファラデー分離器、４６…１３１
０ｎｍ波長の光、 ４７…光ファイバ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朴 世 鎬 大韓民国ソウル特別市広津区中谷１洞246 −55番地 (72)発明者 鄭 善 太 大韓民国京畿道安養市東安区虎渓洞1075番 地 泰英アパート602棟1503号 (72)発明者 金 賢 洙 大韓民国京畿道城南市盆唐区二梅洞111番 地 振興アパート801棟1002号
Claims (6)
- 【請求項１】 ＧｅＳ2-Ｇａ2Ｓ3化学量論的組成線より
Ｓが少なく添加されたＧｅ-Ｇａ-Ｓ系ガラスに希土類元
素および／または遷移金属がドーピングされており、 前記Ｇｅ-Ｇａ-Ｓ系ガラスを基準として０．１〜１０原
子百分率のハロゲン元素がさらに含まれていることを特
徴とする光増幅器用光ファイバ。 - 【請求項２】 前記希土類元素が、Ｐｒ、Ｙｂ、Ｎｄ、
Ｈｏ、ＥｒおよびＴｍよりなる群から選ばれたいずれか
一つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の光増
幅器用光ファイバ。 - 【請求項３】 前記遷移金属が、Ｃｒ及びＭｎよりなる
群から選ばれたいずれか一つ以上であることを特徴とす
る請求項１に記載の光増幅器用光ファイバ。 - 【請求項４】 前記ハロゲン元素が、ＢｒおよびＩより
なる群から選ばれたいずれか一つ以上であることを特徴
とする請求項１に記載の光増幅器用光ファイバ。 - 【請求項５】 Ｇａの含有量が、１〜１０モル％である
ことを特徴とする請求項１に記載の光増幅器用光ファイ
バ。 - 【請求項６】 Ｓの含有量が、６０〜６７モル％である
ことを特徴とする請求項１に記載の光増幅器用光ファイ
バ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980042714A KR100319296B1 (ko) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | 광증폭기용광섬유 |
| KR98P42714 | 1998-10-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000124555A true JP2000124555A (ja) | 2000-04-28 |
Family
ID=19553829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11291127A Pending JP2000124555A (ja) | 1998-10-13 | 1999-10-13 | 光増幅器用光ファイバ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6272277B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000124555A (ja) |
| KR (1) | KR100319296B1 (ja) |
| CN (1) | CN1131579C (ja) |
| FR (1) | FR2784513B1 (ja) |
| GB (1) | GB2342771B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6660672B2 (en) * | 2000-07-06 | 2003-12-09 | Samsung Electronics Co Ltd | Alkali halide-doped sulfide glasses for optical amplifier and fabricating method thereof |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1126567A1 (en) * | 2000-01-31 | 2001-08-22 | Alcatel | An optical fibre amplifier |
| JP2004503816A (ja) * | 2000-06-15 | 2004-02-05 | カリフォルニア インスティテュート オブ テクノロジー | マイクロささやき回廊モード共振器における直接電気光変換及び光変調 |
| KR100341212B1 (ko) * | 2000-07-31 | 2002-06-20 | 오길록 | 1.6 미크론미터 대역 광 증폭 시스템 |
| US7042634B2 (en) * | 2002-03-14 | 2006-05-09 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical amplifier |
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| GB9614462D0 (en) * | 1996-07-10 | 1996-09-04 | Univ Southampton | Optical glass and waveguide devices |
| KR100485749B1 (ko) * | 1997-11-04 | 2005-09-30 | 삼성전자주식회사 | 광증폭특성을가지는GeGaS계유리조성물및상기유리조성물을이용하는통신용광증폭장치 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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