JP2000150993A - １．３μｍ帯の光増幅器またはレーザー発振器の励起方法 - Google Patents
１．３μｍ帯の光増幅器またはレーザー発振器の励起方法Info
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- JP2000150993A JP2000150993A JP10321174A JP32117498A JP2000150993A JP 2000150993 A JP2000150993 A JP 2000150993A JP 10321174 A JP10321174 A JP 10321174A JP 32117498 A JP32117498 A JP 32117498A JP 2000150993 A JP2000150993 A JP 2000150993A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高効率な１．３μｍ帯の光増幅器またはレー
ザーを構成するための励起方法を提供する。 【解決手段】 Ｐｒを含有する光導波路を用いて、１．
３μｍ帯の光信号を増幅する増幅器またはレーザー光を
発振するレーザー発振器において、少なくとも１．７〜
１．８μｍと１．８〜２．０μｍの二波長または１．７
〜１．８μｍと１．４〜１．６μｍの二波長を含む多波
長で励起する。
ザーを構成するための励起方法を提供する。 【解決手段】 Ｐｒを含有する光導波路を用いて、１．
３μｍ帯の光信号を増幅する増幅器またはレーザー光を
発振するレーザー発振器において、少なくとも１．７〜
１．８μｍと１．８〜２．０μｍの二波長または１．７
〜１．８μｍと１．４〜１．６μｍの二波長を含む多波
長で励起する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、１．３μｍ帯の光
通信などで用いられる光増幅器またはレーザー発振器の
励起方法に関するものである。
通信などで用いられる光増幅器またはレーザー発振器の
励起方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】１．３μｍ帯で分散値が０となるような
光通信ファイバーは、既に大量に敷設されている上に、
１．５５μｍ帯よりも安価な送受信機が使えるため、
１．３μｍ帯の光増幅器またはレーザー発振器の開発が
期待されている。このため、Ｎｄ，ＰｒやＤｙのような
希土類を添加した低フォノンエネルギーのガラス（フッ
化物ガラスやカルコゲナイドガラス）またはファイバー
を用いた増幅器やレーザーが検討されてきた。特に、Ｐ
ｒを添加した低フォノンガラスファイバーは、実用化に
向けてサンプル出荷や実地試験が行われている。
光通信ファイバーは、既に大量に敷設されている上に、
１．５５μｍ帯よりも安価な送受信機が使えるため、
１．３μｍ帯の光増幅器またはレーザー発振器の開発が
期待されている。このため、Ｎｄ，ＰｒやＤｙのような
希土類を添加した低フォノンエネルギーのガラス（フッ
化物ガラスやカルコゲナイドガラス）またはファイバー
を用いた増幅器やレーザーが検討されてきた。特に、Ｐ
ｒを添加した低フォノンガラスファイバーは、実用化に
向けてサンプル出荷や実地試験が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】Ｐｒを添加したハライ
ドガラス、カルコゲナイドガラス、ハライド酸化物ガラ
ス、またはカルコハライドガラスを用いた光導波路は、
１．３μｍ帯光通信用の増幅媒質として期待されてい
る。これらの光導波路（一般的にはファイバー）と励起
光源を効率よく結合するには、ファイバーピグテールの
ついた半導体レーザーや固体レーザーを励起光源に用い
ることが望ましい。一般に、Ｐｒを励起する場合、発光
上準位である1Ｇ4を直接励起している。しかし、1Ｇ4は
吸収係数が極めて小さい上に、発光下準位の3Ｈ5から基
底準位への緩和が遅いため、反転分布が作りにくい。Ｐ
ｒの1Ｇ4を効率よく励起する波長は１．０２μｍ帯であ
ることから、１．０２μｍ帯の強力な半導体レーザーや
固体レーザー光源が必要となり、研究が盛んに行われて
いる。しかし、１．０２μｍ帯は半導体レーザーが最も
不得意とする波長域であり、高出力な半導体レーザー光
源を作製することは困難である。このため、多数の半導
体レーザーを結合した励起光源が使用されているが、光
学系が複雑になり、結合損失が大きくなる。また、１．
０２μｍ帯で発振する固体レーザーは知られていない。
このため、増幅器やレーザー発振器が高価な物となる上
に、励起光の吸収効率が悪く、発光下準位の寿命が長い
ことから、増幅効率が極めて低い問題があった。
ドガラス、カルコゲナイドガラス、ハライド酸化物ガラ
ス、またはカルコハライドガラスを用いた光導波路は、
１．３μｍ帯光通信用の増幅媒質として期待されてい
る。これらの光導波路（一般的にはファイバー）と励起
光源を効率よく結合するには、ファイバーピグテールの
ついた半導体レーザーや固体レーザーを励起光源に用い
ることが望ましい。一般に、Ｐｒを励起する場合、発光
上準位である1Ｇ4を直接励起している。しかし、1Ｇ4は
吸収係数が極めて小さい上に、発光下準位の3Ｈ5から基
底準位への緩和が遅いため、反転分布が作りにくい。Ｐ
ｒの1Ｇ4を効率よく励起する波長は１．０２μｍ帯であ
ることから、１．０２μｍ帯の強力な半導体レーザーや
固体レーザー光源が必要となり、研究が盛んに行われて
いる。しかし、１．０２μｍ帯は半導体レーザーが最も
不得意とする波長域であり、高出力な半導体レーザー光
源を作製することは困難である。このため、多数の半導
体レーザーを結合した励起光源が使用されているが、光
学系が複雑になり、結合損失が大きくなる。また、１．
０２μｍ帯で発振する固体レーザーは知られていない。
このため、増幅器やレーザー発振器が高価な物となる上
に、励起光の吸収効率が悪く、発光下準位の寿命が長い
ことから、増幅効率が極めて低い問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための具体的手段】本発明者らは、前
記問題を解決するため鋭意検討の結果、吸収係数の小さ
い1Ｇ4を直接励起するのではなく、第一に、基底準位か
ら3Ｆ2に励起し、無輻射緩和で3Ｈ6に脱励起した状態か
らさらに1Ｇ4に励起する方法、第二に基底準位から 3Ｆ3
または3Ｆ4に励起し、無輻射緩和で3Ｈ6に脱励起した状
態からさらに1Ｇ4に励起する方法によって、吸収効率を
１０倍程度高められることを見いだし、本発明に到達し
た。
記問題を解決するため鋭意検討の結果、吸収係数の小さ
い1Ｇ4を直接励起するのではなく、第一に、基底準位か
ら3Ｆ2に励起し、無輻射緩和で3Ｈ6に脱励起した状態か
らさらに1Ｇ4に励起する方法、第二に基底準位から 3Ｆ3
または3Ｆ4に励起し、無輻射緩和で3Ｈ6に脱励起した状
態からさらに1Ｇ4に励起する方法によって、吸収効率を
１０倍程度高められることを見いだし、本発明に到達し
た。
【０００５】すなわち本発明は、コア材にＰｒを含有す
る光導波路を増幅媒質とした、１．３μｍ帯の光増幅器
またはレーザー発振器において、励起光源として第一の
方法では１．７〜１．８μｍと１．８〜２．０μｍの少
なくとも二種類の励起光を、第二の方法では１．４〜
１．６μｍと１．７〜１．８μｍの少なくとも二種類の
励起光を用いることにより、高効率な１．３μｍ帯の光
増幅器またはレーザー発振器を提供するものである。
る光導波路を増幅媒質とした、１．３μｍ帯の光増幅器
またはレーザー発振器において、励起光源として第一の
方法では１．７〜１．８μｍと１．８〜２．０μｍの少
なくとも二種類の励起光を、第二の方法では１．４〜
１．６μｍと１．７〜１．８μｍの少なくとも二種類の
励起光を用いることにより、高効率な１．３μｍ帯の光
増幅器またはレーザー発振器を提供するものである。
【０００６】以下、本発明について詳述する。Ｐｒを１
００〜１００００ｐｐｍ程度添加したハライドガラス、
カルコゲナイドガラス、ハライド酸化物ガラス、または
カルコハライドガラスのような低フォノンガラスを光導
波路のコアとして、１．３μｍ帯の光増幅またはレーザ
ー発振する場合、最適励起波長は１．０２μｍ帯である
と言われている。これは、Ｐｒの1Ｇ4の吸収中心波長に
一致するためである（図１参照）。また、Ｐｒの１．３
μｍ帯の発光は1Ｇ4→3Ｈ5の遷移を利用していることか
ら、１．０２μｍ励起した場合の効率が、他の波長で励
起した場合よりも高いように思われてきた（図２参
照）。ところが、実際には発光下準位の3Ｈ5から基底準
位（3Ｈ4）への緩和が遅いため、反転分布が形成しにく
く、高効率な増幅や発振は非常に困難であった。また、
1Ｇ4の吸収係数が小さいため、長い媒質長や強い光閉じ
こめを必要とするなど、不都合な点があった。そこで、
吸収効率を改善するために、ＹｂやＮｄなどの希土類を
添加し、これらの希土類からのエネルギー移動を利用す
る方法（特開平４−３５８１３１号）が開発されている
が、反転分布が形成しにくい問題は解決できない。ま
た、Ｃｅを共添加して発光下準位をクエンチングする方
法（特開平９−１６９５４０号）が開発されているが、
基底準位→1Ｇ4を主要な励起方法として使用する場合の
問題点は解消されない。これらの既知の方法を組み合わ
せた場合は、前述の問題を解決する手段となり得るが、
多数の希土類を添加することによるガラスの安定性低下
が問題になり、実用的でない。
００〜１００００ｐｐｍ程度添加したハライドガラス、
カルコゲナイドガラス、ハライド酸化物ガラス、または
カルコハライドガラスのような低フォノンガラスを光導
波路のコアとして、１．３μｍ帯の光増幅またはレーザ
ー発振する場合、最適励起波長は１．０２μｍ帯である
と言われている。これは、Ｐｒの1Ｇ4の吸収中心波長に
一致するためである（図１参照）。また、Ｐｒの１．３
μｍ帯の発光は1Ｇ4→3Ｈ5の遷移を利用していることか
ら、１．０２μｍ励起した場合の効率が、他の波長で励
起した場合よりも高いように思われてきた（図２参
照）。ところが、実際には発光下準位の3Ｈ5から基底準
位（3Ｈ4）への緩和が遅いため、反転分布が形成しにく
く、高効率な増幅や発振は非常に困難であった。また、
1Ｇ4の吸収係数が小さいため、長い媒質長や強い光閉じ
こめを必要とするなど、不都合な点があった。そこで、
吸収効率を改善するために、ＹｂやＮｄなどの希土類を
添加し、これらの希土類からのエネルギー移動を利用す
る方法（特開平４−３５８１３１号）が開発されている
が、反転分布が形成しにくい問題は解決できない。ま
た、Ｃｅを共添加して発光下準位をクエンチングする方
法（特開平９−１６９５４０号）が開発されているが、
基底準位→1Ｇ4を主要な励起方法として使用する場合の
問題点は解消されない。これらの既知の方法を組み合わ
せた場合は、前述の問題を解決する手段となり得るが、
多数の希土類を添加することによるガラスの安定性低下
が問題になり、実用的でない。
【０００７】本発明は、第一の方法として、基底準位（
3Ｈ4）→3Ｆ2→3Ｈ6→1Ｇ4の手順、第二の方法として、
基底準位（3Ｈ4）→3Ｆ3または3Ｆ4→3Ｈ6→1Ｇ4の手順
で励起した場合、実効的な吸収係数を非常に大きくでき
るだけでなく、反転分布の形成も容易になり、低い励起
パワーで高効率に増幅あるいはレーザー発振可能である
ことを見いだしたものである。具体的には、励起光とし
て１．７〜１．８μｍと１．４〜１．６μｍの二種類の
波長または１．７〜１．８μｍと１．８〜２．０μｍの
二種類の波長の組合せを用いることで、実効的な吸収係
数改善を実現できるだけでなく、反転分布形成も容易に
なり、増幅効率向上が可能となる。励起及び発光の概念
を図３に示す。3Ｈ4→1Ｆ2または3Ｈ4→3Ｆ3，3Ｆ4と3
Ｈ6→1Ｇ4を主要な励起準位とすることで、比較的低出
力でも効率よく反転分布が形成され、高効率な増幅が可
能となる。これは、3Ｈ6から1Ｇ4への励起状態吸収断面
積が、基底状態から1Ｇ4を直接励起する場合の吸収断面
積に対して、約１０倍程度大きいためである。各準位か
らの吸収断面積の比較を図４に示す。また、図４から明
らかなように、第一の励起方法では3Ｈ5→3Ｆ4の励起も
同時に起こるため、発光下準位（3Ｈ5）のポピュレーシ
ョンを効果的に減少させ、増幅効率やレーザー発振効率
が向上する。
3Ｈ4）→3Ｆ2→3Ｈ6→1Ｇ4の手順、第二の方法として、
基底準位（3Ｈ4）→3Ｆ3または3Ｆ4→3Ｈ6→1Ｇ4の手順
で励起した場合、実効的な吸収係数を非常に大きくでき
るだけでなく、反転分布の形成も容易になり、低い励起
パワーで高効率に増幅あるいはレーザー発振可能である
ことを見いだしたものである。具体的には、励起光とし
て１．７〜１．８μｍと１．４〜１．６μｍの二種類の
波長または１．７〜１．８μｍと１．８〜２．０μｍの
二種類の波長の組合せを用いることで、実効的な吸収係
数改善を実現できるだけでなく、反転分布形成も容易に
なり、増幅効率向上が可能となる。励起及び発光の概念
を図３に示す。3Ｈ4→1Ｆ2または3Ｈ4→3Ｆ3，3Ｆ4と3
Ｈ6→1Ｇ4を主要な励起準位とすることで、比較的低出
力でも効率よく反転分布が形成され、高効率な増幅が可
能となる。これは、3Ｈ6から1Ｇ4への励起状態吸収断面
積が、基底状態から1Ｇ4を直接励起する場合の吸収断面
積に対して、約１０倍程度大きいためである。各準位か
らの吸収断面積の比較を図４に示す。また、図４から明
らかなように、第一の励起方法では3Ｈ5→3Ｆ4の励起も
同時に起こるため、発光下準位（3Ｈ5）のポピュレーシ
ョンを効果的に減少させ、増幅効率やレーザー発振効率
が向上する。
【０００８】励起波長の選択は、Ｐｒ濃度やコアの材質
にもよるため、どの波長で組み合わせた場合が最適か一
概に規定できないが、例えばＰｒ：ＺＢＬＡＮ（フッ化
物ガラス）では第一の方法では１．８５〜１．９５μｍ
と１．７０〜１．７７μｍ、第二の方法では、１．４５
〜１．６０μｍと１．７０〜１．７７μｍの組み合わせ
が好ましい。最適な励起光パワーの組み合わせは、Ｐｒ
濃度や材質、導波路の開口数などに依存するため、一概
には規定できないが、第一の方法、第二の方法共に最大
の利得を得るように調節することが望ましい。さらに、
より高効率を目指すため、第一の方法と第二の方法を組
み合わせて実施することも可能である。
にもよるため、どの波長で組み合わせた場合が最適か一
概に規定できないが、例えばＰｒ：ＺＢＬＡＮ（フッ化
物ガラス）では第一の方法では１．８５〜１．９５μｍ
と１．７０〜１．７７μｍ、第二の方法では、１．４５
〜１．６０μｍと１．７０〜１．７７μｍの組み合わせ
が好ましい。最適な励起光パワーの組み合わせは、Ｐｒ
濃度や材質、導波路の開口数などに依存するため、一概
には規定できないが、第一の方法、第二の方法共に最大
の利得を得るように調節することが望ましい。さらに、
より高効率を目指すため、第一の方法と第二の方法を組
み合わせて実施することも可能である。
【０００９】本発明の励起方法を使用する場合、Ｐｒ添
加媒質で１．３μｍ帯の増幅が可能な材料なら何でも使
用可能であることは明らかである。このような材料とし
ては、低フォノンなガラスが一般的に利用されており、
特にカルコゲナイドガラス、ハライドガラス、カルコハ
ライドガラス、またはハライド酸化物ガラスなどが好ま
しい。また、励起レーザーとしては、半導体レーザー、
色素レーザー、固体レーザー、またはガスレーザーな
ど、何でも良い。励起光の結合方法としては、ファイバ
ーピグテールなどを通して結合しても良いし、レンズな
どの通常の光学系を用いて結合しても良い。励起の方向
は前方励起、後方励起、双方向励起など、励起が効率よ
く行われる方法なら何でも良い。また、励起光を合波素
子などでまとめてから入射しても良いし、個別に入射し
ても良い。Ｐｒの吸収帯を完全に利用して励起効率を高
めるために、広い発振波長帯域を持つレーザーを用いる
ことも効果的である。このようなレーザーは、わずかに
発振波長の異なるレーザーを複数台結合したり、誘導ラ
マン散乱を利用する方法で実現できる。
加媒質で１．３μｍ帯の増幅が可能な材料なら何でも使
用可能であることは明らかである。このような材料とし
ては、低フォノンなガラスが一般的に利用されており、
特にカルコゲナイドガラス、ハライドガラス、カルコハ
ライドガラス、またはハライド酸化物ガラスなどが好ま
しい。また、励起レーザーとしては、半導体レーザー、
色素レーザー、固体レーザー、またはガスレーザーな
ど、何でも良い。励起光の結合方法としては、ファイバ
ーピグテールなどを通して結合しても良いし、レンズな
どの通常の光学系を用いて結合しても良い。励起の方向
は前方励起、後方励起、双方向励起など、励起が効率よ
く行われる方法なら何でも良い。また、励起光を合波素
子などでまとめてから入射しても良いし、個別に入射し
ても良い。Ｐｒの吸収帯を完全に利用して励起効率を高
めるために、広い発振波長帯域を持つレーザーを用いる
ことも効果的である。このようなレーザーは、わずかに
発振波長の異なるレーザーを複数台結合したり、誘導ラ
マン散乱を利用する方法で実現できる。
【００１０】光増幅器を構成する場合は、波長分割多重
素子（ＷＤＭ）や光アイソレータのような光通信用光学
素子を、必要に応じて使用することができる。また、増
幅器に利得監視や利得等化機能を内蔵または付属させる
と、光通信システムの信頼性が向上するので好ましい。
利得の監視には、実質的に入射信号光強度と出力信号光
強度を比較できる方法なら、どのような方法を用いても
良い。波長多重通信を行う場合は、各波長に割り当てら
れた信号ごとに検出、監視できる方法が望ましい。利得
等化機能は、受動的な方法でも能動的な方法でも良い。
受動的な利得等化方法としては、光学フィルターを利用
した構成が簡単である。能動的な利得等化方法は、利得
監視機能とフィードバック機能から構成され、実質的に
入射信号光強度と出力信号光強度を比較し、利得を一定
にできる方法なら、どんな方法を用いても良い。波長多
重通信を行う場合は、各波長に割り当てられた信号ごと
に利得等化できる方法が望ましい。利得等化と同様の機
能であるが、出力信号光強度を一定に保つような、出力
等化機能も利得等化機能と同じように有効である。これ
らの機能は、遠隔操作でプログラミング可能なマイクロ
プロセッサなどで、自動的に調整可能になっていること
が好ましい。
素子（ＷＤＭ）や光アイソレータのような光通信用光学
素子を、必要に応じて使用することができる。また、増
幅器に利得監視や利得等化機能を内蔵または付属させる
と、光通信システムの信頼性が向上するので好ましい。
利得の監視には、実質的に入射信号光強度と出力信号光
強度を比較できる方法なら、どのような方法を用いても
良い。波長多重通信を行う場合は、各波長に割り当てら
れた信号ごとに検出、監視できる方法が望ましい。利得
等化機能は、受動的な方法でも能動的な方法でも良い。
受動的な利得等化方法としては、光学フィルターを利用
した構成が簡単である。能動的な利得等化方法は、利得
監視機能とフィードバック機能から構成され、実質的に
入射信号光強度と出力信号光強度を比較し、利得を一定
にできる方法なら、どんな方法を用いても良い。波長多
重通信を行う場合は、各波長に割り当てられた信号ごと
に利得等化できる方法が望ましい。利得等化と同様の機
能であるが、出力信号光強度を一定に保つような、出力
等化機能も利得等化機能と同じように有効である。これ
らの機能は、遠隔操作でプログラミング可能なマイクロ
プロセッサなどで、自動的に調整可能になっていること
が好ましい。
【００１１】レーザー発振器を構成する場合は、光導波
路をリング状に接続したり、直列または並列に複数台接
続して、高出力化を図ることができる。レーザー発振器
の場合も、励起レーザーとしては、半導体レーザー、色
素レーザー、固体レーザー、またはガスレーザーなど、
何でも良い。励起光の結合方法としては、ファイバーピ
グテールなどを通して結合しても良いし、レンズなどの
通常の光学系を用いて結合しても良い。励起の方向は前
方励起、後方励起、双方向励起など、励起が効率よく行
われる方法なら何でも良い。また、励起光を合波素子な
どでまとめてから入射しても良いし、個別に入射しても
良い。Ｐｒの吸収帯を完全に利用して励起効率を高める
ために、広い発振波長帯域を持つレーザーを用いること
も効果的である。このようなレーザーは、わずかに発振
波長の異なるレーザーを複数台結合したり、誘導ラマン
散乱を利用する方法で実現できる。
路をリング状に接続したり、直列または並列に複数台接
続して、高出力化を図ることができる。レーザー発振器
の場合も、励起レーザーとしては、半導体レーザー、色
素レーザー、固体レーザー、またはガスレーザーなど、
何でも良い。励起光の結合方法としては、ファイバーピ
グテールなどを通して結合しても良いし、レンズなどの
通常の光学系を用いて結合しても良い。励起の方向は前
方励起、後方励起、双方向励起など、励起が効率よく行
われる方法なら何でも良い。また、励起光を合波素子な
どでまとめてから入射しても良いし、個別に入射しても
良い。Ｐｒの吸収帯を完全に利用して励起効率を高める
ために、広い発振波長帯域を持つレーザーを用いること
も効果的である。このようなレーザーは、わずかに発振
波長の異なるレーザーを複数台結合したり、誘導ラマン
散乱を利用する方法で実現できる。
【００１２】以上のように、励起波長を１．７〜１．８
μｍ帯と１．８〜２．０μｍ帯の二波長以上または１．
７〜１．８μｍ帯と１．４〜１．６μｍ帯の二波長以上
の多波長励起とすることで、通常の１．０２μｍ励起よ
りも高効率な１．３μｍ帯の光増幅器またはレーザー発
振器を提供できる。
μｍ帯と１．８〜２．０μｍ帯の二波長以上または１．
７〜１．８μｍ帯と１．４〜１．６μｍ帯の二波長以上
の多波長励起とすることで、通常の１．０２μｍ励起よ
りも高効率な１．３μｍ帯の光増幅器またはレーザー発
振器を提供できる。
【００１３】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
【００１４】実施例１ コアにＰｒを０．１ｗｔ％／添加したフッ化物ガラスフ
ァイバーを用いた。コアとクラッドの基本ガラス組成を
以下に示す。Ｐｒは、Ｌａを置換している。数字はｍｏ
ｌ％である。 コア：51ZrF4-19BaF2-4.5LaF3-2YF3-2AlF3-13.5LiF-8Pb
F2 クラッド：40HfF4-10ZrF4-19BaF2-3LaF3-2YF3-4AlF3-22
NaF このファイバーの比屈折率差は、３．３％、カットオフ
波長は、１．０μｍであった。
ァイバーを用いた。コアとクラッドの基本ガラス組成を
以下に示す。Ｐｒは、Ｌａを置換している。数字はｍｏ
ｌ％である。 コア：51ZrF4-19BaF2-4.5LaF3-2YF3-2AlF3-13.5LiF-8Pb
F2 クラッド：40HfF4-10ZrF4-19BaF2-3LaF3-2YF3-4AlF3-22
NaF このファイバーの比屈折率差は、３．３％、カットオフ
波長は、１．０μｍであった。
【００１５】次に測定に使用した光増幅器の構成を図５
に示す。測定に使用したファイバーは長さ２ｍである。
励起には波長１．５５μｍと１．７４μｍのファイバー
レーザーを合波し、光合分波素子２と高Ｎ．Ａ．の石英
ファイバー５を介して光増幅用フッ化物ファイバー４と
結合している。石英ファイバー５とフッ化物ファイバー
４の結合はＶ溝ブロックを利用し、接合端面は反射損失
を低減するため斜めに光学研磨して、光学接着剤で固定
した。１．３μｍ帯の信号光を光合分波素子２から入射
して、増幅された出射光を光アイソレーター６に通して
計測器７において小信号利得の測定を行った。入力信号
強度は、−３０ｄＢｍである。１．０２μｍ単独で励起
した場合と二波長で同時に励起した場合の小信号利得の
比較を図６に示す。二波長励起の場合の入力パワーは、
二波長の合計パワーであり、１．５５μｍと１．７４μ
ｍのパワー比は１：１に固定されている。１．０２μｍ
単独励起に対し、二波長励起では２倍以上の効率改善が
行われ、しきい値も低くなっていることが判る。
に示す。測定に使用したファイバーは長さ２ｍである。
励起には波長１．５５μｍと１．７４μｍのファイバー
レーザーを合波し、光合分波素子２と高Ｎ．Ａ．の石英
ファイバー５を介して光増幅用フッ化物ファイバー４と
結合している。石英ファイバー５とフッ化物ファイバー
４の結合はＶ溝ブロックを利用し、接合端面は反射損失
を低減するため斜めに光学研磨して、光学接着剤で固定
した。１．３μｍ帯の信号光を光合分波素子２から入射
して、増幅された出射光を光アイソレーター６に通して
計測器７において小信号利得の測定を行った。入力信号
強度は、−３０ｄＢｍである。１．０２μｍ単独で励起
した場合と二波長で同時に励起した場合の小信号利得の
比較を図６に示す。二波長励起の場合の入力パワーは、
二波長の合計パワーであり、１．５５μｍと１．７４μ
ｍのパワー比は１：１に固定されている。１．０２μｍ
単独励起に対し、二波長励起では２倍以上の効率改善が
行われ、しきい値も低くなっていることが判る。
【００１６】実施例２ 実施例１と同様のフッ化物ファイバーを用い、同様の構
成で励起波長を変えて実験を行った。励起波長は１．９
μｍと１．７４μｍである。その結果、実施例１と同様
に１．０２μｍ励起よりも２倍以上の効率が得られ、し
きい値も低かった。
成で励起波長を変えて実験を行った。励起波長は１．９
μｍと１．７４μｍである。その結果、実施例１と同様
に１．０２μｍ励起よりも２倍以上の効率が得られ、し
きい値も低かった。
【００１７】
【発明の効果】本発明の励起方法を用いることにより、
高効率な１．３μｍ帯の光増幅器または１．３μｍ帯レ
ーザー発振器を構成できる。
高効率な１．３μｍ帯の光増幅器または１．３μｍ帯レ
ーザー発振器を構成できる。
【図１】Ｐｒの吸収スペクトルを示す。
【図２】Ｐｒの準位図を示す。
【図３】励起および発光過程の概念図を示す。
【図４】Ｐｒの各準位からの吸収断面積の図を示す。
【図５】実施例１における増幅器の構成図を示す。
【図６】実施例１における増幅率の励起パワー依存性を
示す図である。
示す図である。
１ 信号光の入射部 ２ 光合分波素子 ３ 合波した二種類のファイバーレーザー ４ 光増幅用ファイバー ５ 高Ｎ．Ａ．石英ファイバー ６ 光アイソレーター ７ 計測器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 清貴 山口県宇部市大字沖宇部5253番地 セント ラル硝子株式会社化学研究所内 Ｆターム(参考） 5F072 AB07 AB20 AK06 JJ02 PP07 PP10 RR01 YY17 5K002 BA05 BA13 CA13 FA01
Claims (5)
- 【請求項１】 コア材にＰｒを含有する光導波路を用い
て、１．３μｍ帯の光信号を増幅する光増幅器の励起方
法において、互いに異なる二種類以上の波長で励起する
ことを特徴とする１．３μｍ帯の光増幅器の励起方法。 - 【請求項２】 コア材にＰｒを含有する光導波路を用い
て、１．３μｍ帯のレーザー光を発振するレーザー発振
器の励起方法において、互いに異なる二種類以上の波長
で励起することを特徴とする１．３μｍ帯のレーザー発
振器の励起方法。 - 【請求項３】 励起波長の少なくとも一種は１．７〜
１．８μｍであることを特徴とする請求項１または請求
項２記載の１．３μｍ帯の光増幅器またはレーザー発振
器の励起方法。 - 【請求項４】 励起波長の少なくとも一種は１．４〜
１．６μｍまたは１．８〜２．０μｍであることを特徴
とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の１．３
μｍ帯の光増幅器またはレーザー発振器の励起方法。 - 【請求項５】 光導波路のコア部がハライド酸化物ガラ
ス、ハライドガラス、カルコゲナイドガラス、またはカ
ルコハライドガラスからなることを特徴とする請求項１
から請求項４のいずれかに記載の１．３μｍ帯の光増幅
器またはレーザー発振器の励起方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32117498A JP3446998B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | １．３μｍ帯の光増幅器またはレーザー発振器の励起方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32117498A JP3446998B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | １．３μｍ帯の光増幅器またはレーザー発振器の励起方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000150993A true JP2000150993A (ja) | 2000-05-30 |
| JP3446998B2 JP3446998B2 (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=18129629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32117498A Expired - Fee Related JP3446998B2 (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | １．３μｍ帯の光増幅器またはレーザー発振器の励起方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3446998B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100383608B1 (ko) * | 2000-07-06 | 2003-05-16 | 삼성전자주식회사 | 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리 및 그제조 방법 |
-
1998
- 1998-11-12 JP JP32117498A patent/JP3446998B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100383608B1 (ko) * | 2000-07-06 | 2003-05-16 | 삼성전자주식회사 | 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리 및 그제조 방법 |
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|---|---|
| JP3446998B2 (ja) | 2003-09-16 |
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