JP2001185789A - Light amplifying medium and resin coat light amplifying medium and light amplifier and laser device - Google Patents

Light amplifying medium and resin coat light amplifying medium and light amplifier and laser device

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JP2001185789A
JP2001185789A JP2000080691A JP2000080691A JP2001185789A JP 2001185789 A JP2001185789 A JP 2001185789A JP 2000080691 A JP2000080691 A JP 2000080691A JP 2000080691 A JP2000080691 A JP 2000080691A JP 2001185789 A JP2001185789 A JP 2001185789A
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glass
optical
light
optical amplification
resin
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JP2000080691A
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Japanese (ja)
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Yutaka Kuroiwa
裕 黒岩
Setsuo Ito
節郎 伊藤
Naoki Sugimoto
直樹 杉本
Tomonobu Senoo
具展 妹尾
Ryuichiro Shimizu
龍一郎 清水
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a light amplifying medium in which a wide band gain can be obtained in a wavelength area ranging from 1.45 to 1.64 μm, and any thermal damage can be hardly generated. SOLUTION: This light amplifying medium is constituted of a core glass 1 and a clad glass 2, and the core glass 1 is formed by doping Er to a matrix glass by 0.001-10% as mass percentage display, and the matrix glass contains Bi2O3 in the range of 25-70 mol% and at least either B2O3 or SiO2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、1.45〜1.6
4μmの波長の光に対し、広帯域で増幅可能な光増幅媒
体、特に光増幅ガラスファイバおよび光増幅導波路に関
する。
[0001] The present invention relates to the field of 1.45 to 1.6.
The present invention relates to an optical amplification medium capable of amplifying light having a wavelength of 4 μm in a wide band, particularly an optical amplification glass fiber and an optical amplification waveguide.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信分野への応用を目的として、希土
類元素が添加されたコアを有するガラスファイバを光増
幅媒体とした光増幅器、特にEr(エルビウム)添加光
ファイバ増幅器(EDFA)の研究開発が進められ、光
通信システムへの応用が盛んに進められている。
2. Description of the Related Art Research and development of an optical amplifier using a glass fiber having a core doped with a rare earth element as an optical amplifying medium, particularly an Er (erbium) -doped optical fiber amplifier (EDFA) for application to the optical communication field. And its application to optical communication systems is being actively pursued.

【0003】一方、将来見込まれる通信サービスの多様
化に対応するために、伝送容量の拡大を図る波長多重光
通信方式(WDM)が提案されている。WDMにおいて
は、波長多重のチャンネル数が増加するほど伝送容量が
大きくなる。Er添加光ファイバをコアとする光増幅ガ
ラスファイバ(EDF)のWDMへの応用が検討されて
おり、たとえばコアがEr添加石英系ガラスファイバで
あるEDF(石英系EDF)、コアがEr添加フッ化物
ガラスファイバであるEDF(フッ化物系EDF)、等
が従来提案されている。
On the other hand, in order to cope with diversification of communication services expected in the future, a wavelength division multiplexing optical communication system (WDM) for increasing the transmission capacity has been proposed. In WDM, as the number of wavelength multiplexing channels increases, the transmission capacity increases. Optical amplification glass fibers (EDFs) having an Er-doped optical fiber as a core are being studied for application to WDM. For example, an EDF (silica-based EDF) having an Er-doped silica-based glass fiber and an Er-doped fluoride as a core Glass fiber EDF (fluoride-based EDF) and the like have been conventionally proposed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来知られている石英
系EDFは利得の波長依存性が急峻であり、利得が得ら
れる波長幅は10〜30nm程度と狭い。その結果、従
来のEDFAを使用するかぎり、波長多重チャンネル数
は、30〜40チャンネル程度に限られる。また、従来
知られているフッ化物系EDFにおいても利得が得られ
る波長幅は30nm程度であり、やはり不充分である。
より広い波長域で利得が得られるEDFAが実現されれ
ば、使用できる信号光の波長域が広げられ伝送容量が格
段に向上するため、そのようなEDFAの実現が望まれ
ている。
The conventionally known silica-based EDF has a sharp wavelength dependence of the gain, and the wavelength width at which the gain can be obtained is as narrow as about 10 to 30 nm. As a result, as long as the conventional EDFA is used, the number of wavelength multiplexing channels is limited to about 30 to 40 channels. Further, even in the conventionally known fluoride-based EDF, the wavelength width at which gain can be obtained is about 30 nm, which is also insufficient.
If an EDFA capable of obtaining a gain in a wider wavelength range is realized, the wavelength range of usable signal light is widened and the transmission capacity is remarkably improved. Therefore, the realization of such an EDFA is desired.

【0005】このような課題を解決するために、波長に
対する増幅利得特性が異なる光増幅器を直列や並列に配
置することによって、広い波長域で使用できる光増幅器
が提案されているが、構造が煩雑になったり、波長域の
中心付近に増幅できない領域が存在する問題があった。
In order to solve such a problem, an optical amplifier which can be used in a wide wavelength range by arranging optical amplifiers having different amplification gain characteristics with respect to wavelength in series or in parallel has been proposed, but the structure is complicated. And there is a problem that an area that cannot be amplified exists near the center of the wavelength range.

【0006】また、酸化テルライド系ガラスをコアガラ
スとする光増幅媒体も提案されている。しかし、酸化テ
ルライド系ガラスのガラス転移点は高くない。たとえ
ば、Optical Materials 3(199
4)193のTable5およびTable6には各種
酸化テルライド系ガラスのガラス転移点が示されている
が、その最大値は343℃、最小値は294℃である。
このようにガラス転移点が低いと、光増幅のための励起
光として強度の大きいレーザー光を使用するとガラスが
熱的に損傷するおそれがある。本発明は以上の課題を解
決する、利得が得られる波長幅が40nm以上であり、
かつ、前記熱的損傷が起りにくい光増幅媒体の提供を目
的とする。
[0006] An optical amplification medium using telluride oxide glass as a core glass has also been proposed. However, the glass transition point of telluride oxide glass is not high. For example, Optical Materials 3 (199
4) Table 5 and Table 6 of 193 show the glass transition points of various telluride oxide glasses. The maximum value is 343 ° C and the minimum value is 294 ° C.
When the glass transition point is low as described above, the glass may be thermally damaged when a high-intensity laser beam is used as excitation light for optical amplification. The present invention solves the above problems, the wavelength width at which gain is obtained is 40 nm or more,
It is another object of the present invention to provide an optical amplification medium in which the thermal damage hardly occurs.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、コアガラスと
クラッドガラスからなり、波長1.55μmの波長の光
に対する該コアガラスと該クラッドガラスのそれぞれの
屈折率n1、n2の間に、0.0005≦(n1−n2)/
1≦0.1、の関係が成り立っている光増幅媒体であ
って、コアガラスが、マトリクスガラスにErが質量百
分率表示で0.001〜10%添加されているガラスで
あり、該マトリクスガラスが、Bi23を25〜70モ
ル%の範囲で含有し、かつ、B23およびSiO2の少
なくともいずれか一方を含有する光増幅媒体を提供す
る。また、この光増幅媒体を樹脂によりコートした樹脂
コート光増幅媒体を提供する。
The present invention comprises a core glass and a clad glass, and has a refractive index n 1 , n 2 between the core glass and the clad glass for light having a wavelength of 1.55 μm. , 0.0005 ≦ (n 1 −n 2 ) /
An optical amplifying medium satisfying a relationship of n 1 ≦ 0.1, wherein the core glass is glass in which Er is added to the matrix glass by 0.001 to 10% by mass percentage. but the Bi 2 O 3 contained in the range of 25 to 70 mol%, and provides an optical amplification medium containing at least one of B 2 O 3 and SiO 2. The present invention also provides a resin-coated optical amplification medium in which the optical amplification medium is coated with a resin.

【0008】また、本発明は、励起光源と、前記光増幅
媒体または前記樹脂コート光増幅媒体とを有することを
特徴とする光増幅器を提供する。さらに、本発明は、励
起光源と、前記光増幅媒体または前記樹脂コート光増幅
媒体とを有することを特徴とするレーザー装置を提供す
る。
Further, the present invention provides an optical amplifier having an excitation light source and the optical amplification medium or the resin-coated optical amplification medium. Further, the present invention provides a laser device comprising an excitation light source and the optical amplification medium or the resin-coated optical amplification medium.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】光増幅媒体には信号光とともに励
起光が入射される。この入射信号光の強度I inと光増幅
媒体から出てきた信号光の強度Ioutとから、 G=10×log10(Iout/Iin) によって算出されるGを、本発明において利得(単位:
dB)という。また、本発明において、G>0であるこ
とを「利得が得られる」という。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An optical amplification medium is excited together with signal light.
Light emission is incident. The intensity I of this incident signal light inAnd optical amplification
The intensity I of the signal light emerging from the mediumoutFrom: G = 10 × logTen(Iout/ Iin) Is calculated by the gain (unit:
dB). In the present invention, G> 0
Is called "gain is obtained."

【0010】前記励起光の波長は、通常、0.98μm
であり、これによりErの411/2準位が励起される。
また、波長が1.48μmの励起光を使用してErの4
13/ 2準位を励起してもよいし、波長が0.98μmよ
り短い励起光を使用して411 /2準位よりも高いエネル
ギー準位を励起してもよい。
The wavelength of the excitation light is usually 0.98 μm
This excites the 4 I 11/2 level of Er.
Further, 4 of Er in wavelength using an excitation light of 1.48μm
I 13/2 may be to excite the levels may excite higher energy level than 4 I 11/2 level by wavelength using a short excitation light than 0.98 .mu.m.

【0011】本発明の光増幅媒体はコアガラスとそれを
覆うクラッドガラスとからなり、たとえば、ガラスファ
イバ、導波路、等の形態をとる。その断面形状は、単一
モード用光増幅ガラスファイバとして使用する場合は通
常は円形であり、単一モード用光増幅導波路として使用
する場合は通常は正方形または長方形である。
The optical amplification medium of the present invention comprises a core glass and a clad glass covering the core glass, and takes the form of, for example, a glass fiber, a waveguide, or the like. The cross-sectional shape is usually circular when used as a single-mode optical amplification glass fiber, and is usually square or rectangular when used as a single-mode optical amplification waveguide.

【0012】図1は光増幅ガラスファイバの断面形状の
例であり、図2は光増幅導波路の断面形状が正方形の場
合の例であり、図3は光増幅導波路の断面形状が長方形
の場合である。いずれにおいてもコアガラス1はクラッ
ドガラス2によって覆われている。
FIG. 1 shows an example of the cross-sectional shape of the optical amplification glass fiber, FIG. 2 shows an example in which the cross-sectional shape of the optical amplification waveguide is square, and FIG. Is the case. In each case, the core glass 1 is covered with the clad glass 2.

【0013】光増幅ガラスファイバにおけるコアガラス
1の直径d1は1〜12μm、クラッドガラス2の直径
2は40〜200μmであることがそれぞれ好まし
い。d1が1μm未満では、d1/d2が小さくなりすぎ
ファイバ化が困難になるおそれがある。より好ましくは
1.2μm以上、特に好ましくは2μm以上である。d
1が12μm超では、1.45〜1.64μmの波長の
光が単一モードで伝播できなくなるおそれがある。好ま
しくは10μm以下である。
In the optical amplification glass fiber, the diameter d 1 of the core glass 1 is preferably 1 to 12 μm, and the diameter d 2 of the cladding glass 2 is preferably 40 to 200 μm. If d 1 is less than 1 μm, d 1 / d 2 becomes too small, and it may be difficult to form a fiber. It is more preferably at least 1.2 μm, particularly preferably at least 2 μm. d
If 1 exceeds 12 μm, light having a wavelength of 1.45 to 1.64 μm may not be able to propagate in a single mode. Preferably it is 10 μm or less.

【0014】d2が40μm未満では、ファイバ化また
は取り扱いが困難になるおそれがある。好ましくは45
μm以上、特に好ましくは80μm以上である。d2
200μm超ではガラスファイバが曲がりにくくなるお
それがある、または取り扱いにくくなるおそれがある。
より好ましくは150μm以下である。なお、d2は、
通信用光ファイバの規格に適合した122〜128μm
の範囲にあることが特に好ましい。
If d 2 is less than 40 μm, it may be difficult to make a fiber or handle it. Preferably 45
μm or more, particularly preferably 80 μm or more. If d 2 exceeds 200 μm, the glass fiber may be difficult to bend or may be difficult to handle.
More preferably, it is 150 μm or less. Note that d 2 is
122-128μm conforming to the standard of optical fiber for communication
It is particularly preferable that the ratio is within the range.

【0015】図2の光増幅導波路のコアガラス1の辺長
1は1〜12μm、クラッドガラス2の辺長D2は20
〜200μmであることがそれぞれ好ましい。D1が1
μm未満では、D1/D2が小さくなりすぎ、導波路作製
が困難になるおそれがある、または、光ファイバ等他の
光部品との接続が困難になるおそれがある。好ましくは
2μm以上である。D1が12μm超では、1.45〜
1.64μmの波長の光が単一モードで伝播できなくな
るおそれがある。好ましくは10μm以下である。
The side length D 1 of the core glass 1 of the optical amplification waveguide shown in FIG. 2 is 1 to 12 μm, and the side length D 2 of the clad glass 2 is 20 μm.
It is preferable that the thickness be from 200 to 200 μm. D 1 is 1
If it is less than μm, D 1 / D 2 becomes too small, which may make it difficult to manufacture a waveguide, or may make it difficult to connect to another optical component such as an optical fiber. Preferably it is 2 μm or more. When D 1 is more than 12 μm, 1.45 to
Light having a wavelength of 1.64 μm may not be able to propagate in a single mode. Preferably it is 10 μm or less.

【0016】D2が20μm未満では、導波路の作製ま
たは取り扱いが困難になるおそれがある。好ましくは3
0μm以上である。D2が200μm超ではD1/D2
小さくなりすぎ導波路作製が困難になるおそれがある。
より好ましくは150μm以下である。
If D 2 is less than 20 μm, fabrication or handling of the waveguide may be difficult. Preferably 3
0 μm or more. If D 2 is more than 200 μm, D 1 / D 2 becomes too small, and it may be difficult to manufacture a waveguide.
More preferably, it is 150 μm or less.

【0017】図3の光増幅導波路のコアガラス1の長辺
の長さおよび短辺の長さはいずれも1〜12μm、クラ
ッドガラス2の長辺の長さおよび短辺の長さはいずれも
20〜200μmであることがそれぞれ好ましい。な
お、図2または図3においてコアガラス1の中心とクラ
ッドガラス2の中心は一致しているが、このことは必須
ではない。すなわち、コアガラスの中心とクラッドガラ
スの中心は一致していなくてもよい。
The length of the long side and the length of the short side of the core glass 1 of the optical amplification waveguide of FIG. 3 are each 1 to 12 μm, and the length of the long side and the length of the short side of the clad glass 2 are any. Is also preferably 20 to 200 μm. Although the center of the core glass 1 and the center of the clad glass 2 coincide in FIG. 2 or FIG. 3, this is not essential. That is, the center of the core glass and the center of the clad glass do not have to coincide with each other.

【0018】波長1.55μmの波長の光に対するコア
ガラスの屈折率n1と波長1.55μmの波長の光に対
するクラッドガラスの屈折率n2との間には次式で表わ
される関係が成立する。 0.0005≦(n1−n2)/n1≦0.1 (n1−n2)/n1(以下Δn/nと記す。)が0.0
005未満では光をコアガラス内に閉じ込めることが困
難になる。好ましくは0.001以上、より好ましくは
0.003以上である。0.1超では光増幅媒体内を単
一モードで光が伝播することが困難になる。好ましくは
0.08以下、より好ましくは0.05以下である。
The following relationship is established between the refractive index n 1 of the core glass for light having a wavelength of 1.55 μm and the refractive index n 2 of the cladding glass for light having a wavelength of 1.55 μm. . 0.0005 ≦ (n 1 −n 2 ) / n 1 ≦ 0.1 (n 1 −n 2 ) / n 1 (hereinafter referred to as Δn / n) is 0.0
If it is less than 005, it becomes difficult to confine light in the core glass. Preferably it is 0.001 or more, more preferably 0.003 or more. If it exceeds 0.1, it becomes difficult for light to propagate in the optical amplification medium in a single mode. Preferably it is 0.08 or less, more preferably 0.05 or less.

【0019】コアガラス断面の屈折率分布は必ずしも均
一分布である必要はなく、所望の導波特性を得るため
に、均一分布ではない分布としてもよい。この場合の前
記n1はコアガラス断面内の屈折率の最大値である。
The refractive index distribution of the cross section of the core glass is not always required to be a uniform distribution, but may be a non-uniform distribution in order to obtain a desired waveguide characteristic. In this case, n 1 is the maximum value of the refractive index in the cross section of the core glass.

【0020】コアガラスのガラス転移点は360℃以上
であることが好ましい。その理由は、光増幅のための励
起光として強度の大きいレーザー光を使用するとコアガ
ラスの温度が局所的に高くなり、ガラス転移点が360
℃未満では、コアガラスが熱的に損傷し、その結果光損
失が増加して光増幅が不充分となるおそれがあるからで
ある。より好ましくは380℃以上、さらに好ましくは
400℃以上、特に好ましくは410℃以上である。
The glass transition point of the core glass is preferably 360 ° C. or higher. The reason is that when a laser beam having a high intensity is used as excitation light for optical amplification, the temperature of the core glass locally increases, and the glass transition point becomes 360 degrees.
If the temperature is lower than 0 ° C., the core glass may be thermally damaged, resulting in an increase in light loss and insufficient light amplification. It is more preferably at least 380 ° C, further preferably at least 400 ° C, particularly preferably at least 410 ° C.

【0021】コアガラスはマトリクスガラスにErを添
加したものであり、そのEr添加量は質量百分率表示で
0.001〜10%(外掛け)である。0.001%未
満では所望の光増幅が得られない。好ましくは0.01
%以上、より好ましくは0.05%以上、特に好ましく
は0.1%以上、最も好ましくは0.2%以上である。
10%超ではガラス化が困難になる、または濃度消光に
よって所望の光増幅が得られない。好ましくは8%以
下、より好ましくは5%以下である。コアガラス中のE
rの濃度分布は均一でもよいが、励起光の強度の大きい
部分をErの励起に効率的に利用するためにコアガラス
中央部のEr濃度が高くなるような分布としてもよい。
The core glass is obtained by adding Er to the matrix glass, and the amount of Er added is 0.001 to 10% (outer portion) in terms of mass percentage. If it is less than 0.001%, desired optical amplification cannot be obtained. Preferably 0.01
% Or more, more preferably 0.05% or more, particularly preferably 0.1% or more, and most preferably 0.2% or more.
If it exceeds 10%, vitrification becomes difficult, or desired optical amplification cannot be obtained due to concentration quenching. It is preferably at most 8%, more preferably at most 5%. E in core glass
The concentration distribution of r may be uniform, but may be such that the Er concentration in the central portion of the core glass becomes high in order to efficiently use the portion where the intensity of the excitation light is high for the excitation of Er.

【0022】励起効率を向上させ、また濃度消光特性を
向上させるために、マトリクスガラスにYbを質量百分
率表示で0.08%(外掛け)まで添加してもよい。
0.08%超では成形時に失透するおそれがある。より
好ましくは0.04%以下である。Ybを添加する場
合、その添加量は0.01%以上であることが好まし
い。より好ましくは0.04%以上である。
In order to improve the excitation efficiency and the concentration quenching characteristics, Yb may be added to the matrix glass up to 0.08% by mass percentage (outer portion).
If it exceeds 0.08%, there is a risk of devitrification during molding. More preferably, it is 0.04% or less. When Yb is added, the addition amount is preferably 0.01% or more. It is more preferably at least 0.04%.

【0023】前記マトリクスガラスとクラッドガラスの
組成は、n1とn2の間の前記関係を満たすように決めら
れるものであるが、両者の組成はほとんど同じとするこ
とが好ましい。なお、両者の組成が全く同一であるとn
1とn2の間の前記関係が成立しないので、両者の組成は
異なったものにしなければならない。
The composition of the matrix glass and the cladding glass is determined so as to satisfy the above relationship between n 1 and n 2 , but it is preferable that the compositions of the two are almost the same. It should be noted that if the compositions of both are exactly the same, n
Since the relationship between 1 and n 2 does not hold, the compositions of both must be different.

【0024】前記マトリクスガラスは、Bi23を25
〜70モル%の範囲で含有する。25モル%未満では所
望の光増幅、すなわち所望の広帯域増幅特性が得られな
い。好ましくは30モル%以上、より好ましくは38%
以上である。70モル%超ではガラス化が困難になる、
または成形時に失透する、またはガラス転移点が低くな
りすぎる。好ましくは60モル%以下、より好ましくは
55モル%以下、特に好ましくは48モル%以下であ
る。
The matrix glass contains 25% Bi 2 O 3 .
It is contained in the range of -70 mol%. If it is less than 25 mol%, desired optical amplification, that is, desired broadband amplification characteristics cannot be obtained. Preferably 30 mol% or more, more preferably 38%
That is all. If it exceeds 70 mol%, vitrification becomes difficult.
Or, devitrification occurs during molding, or the glass transition point is too low. It is preferably at most 60 mol%, more preferably at most 55 mol%, particularly preferably at most 48 mol%.

【0025】また、マトリクスガラスはB23およびS
iO2の少なくともいずれか一方を含有する。この場
合、B23のみを含有しSiO2を含有しなくてもよい
し、SiO2のみを含有しB23を含有しなくてもよい
し、B23およびSiO2の両者を含有してもよい。B2
3およびSiO2のいずれも含有しないとガラス化が困
難になる。
The matrix glass is composed of B 2 O 3 and S
It contains at least one of iO 2 . In this case, it may not contain contain only B 2 O 3 and SiO 2, may contain no B 2 O 3 and containing only SiO 2, both B 2 O 3 and SiO 2 May be contained. B 2
If neither O 3 nor SiO 2 is contained, vitrification becomes difficult.

【0026】マトリクスガラスは、下記酸化物基準のモ
ル%表示で実質的に、Bi23:25〜70%、B23
+SiO2:5〜75%、CeO2:0〜10%、Al2
3+Ga23:0〜30%、ZnO+TeO2+BaO
+WO3:0〜40%、からなることが好ましい。ま
た、クラッドガラスも同様に、下記酸化物基準のモル%
表示で実質的に、Bi23:25〜70%、B23+S
iO2:5〜75%、CeO2:0〜10%、Al23
Ga23:0〜30%、ZnO+TeO2+BaO+W
3:0〜40%、からなることが好ましい。コアガラ
スとクラッドガラスに共通するこの好ましい組成につい
て、モル%を単に%と表わして以下に説明する。
The matrix glass is substantially as follows: Bi 2 O 3 : 25 to 70% in terms of mol% based on oxide, and B 2 O 3
+ SiO 2: 5~75%, CeO 2: 0~10%, Al 2
O 3 + Ga 2 O 3 : 0 to 30%, ZnO + TeO 2 + BaO
+ WO 3 : preferably from 0 to 40%. Similarly, for the clad glass, the following oxide-based mol%
Substantially in the display, Bi 2 O 3: 25~70% , B 2 O 3 + S
iO 2: 5~75%, CeO 2 : 0~10%, Al 2 O 3 +
Ga 2 O 3 : 0 to 30%, ZnO + TeO 2 + BaO + W
O 3 : 0 to 40%. This preferred composition common to the core glass and the clad glass will be described below, where mol% is simply expressed as%.

【0027】Bi23については先に述べたので省略す
る。ただ、クラッドガラスにおいてBi23含有量を2
5%以上とするのが好ましいのは、これが25%未満で
はコアガラスのマトリクスガラスのBi23含有量が小
さくなりすぎ、所望の光増幅が得られないおそれがある
からである。
Since Bi 2 O 3 has been described above, it will not be described here. However, the content of Bi 2 O 3 in the clad glass was 2
The reason why the content is preferably 5% or more is that if the content is less than 25%, the Bi 2 O 3 content of the matrix glass of the core glass becomes too small, and there is a possibility that desired optical amplification cannot be obtained.

【0028】B23およびSiO2はネットワークフォ
ーマであり、少なくともいずれか1種を含有する。その
合量が5%未満では、ガラス化が困難になる、または成
形時に失透する。好ましくは20%以上、より好ましく
は25%以上、特に好ましくは30%以上、最も好まし
くは40%以上である。その合量が75%超では、成形
時に失透する。好ましくは70%以下、より好ましくは
65%以下、特に好ましくは60%以下である。
B 2 O 3 and SiO 2 are network formers and contain at least one of them. If the total amount is less than 5%, vitrification becomes difficult or devitrification occurs during molding. It is preferably at least 20%, more preferably at least 25%, particularly preferably at least 30%, most preferably at least 40%. If the total amount is more than 75%, devitrification occurs during molding. It is preferably at most 70%, more preferably at most 65%, particularly preferably at most 60%.

【0029】CeO2は必須ではないが、ガラス組成中
のBi23がガラス溶融中に金属ビスマスとして析出し
ガラスの透明性を低下させることを抑制する効果があり
10%までの範囲で含有してもよい。10%超ではガラ
ス化が困難になるおそれがある。より好ましくは5%以
下、特に好ましくは1%以下である。CeO2を含有す
る場合、その含有量は0.01%以上であることがより
好ましく、特に好ましくは0.05%以上、最も好まし
くは0.1%以上である。
CeO 2 is not essential, but has an effect of preventing Bi 2 O 3 in the glass composition from precipitating as metallic bismuth during melting of the glass and lowering the transparency of the glass. May be. If it exceeds 10%, vitrification may be difficult. It is more preferably at most 5%, particularly preferably at most 1%. When CeO 2 is contained, the content is more preferably 0.01% or more, particularly preferably 0.05% or more, and most preferably 0.1% or more.

【0030】なお、CeO2を含有すると黄色またはオ
レンジ色の着色が強くなってガラスの透過率が低下し、
励起光波長(たとえば0.98μm)や信号光波長にお
けるバックグラウンドロスが増大するおそれもある。こ
の観点からはCeO2の含有量は0.15%未満である
ことが好ましく、実質的に含有しないことが特に好まし
い。
In addition, when CeO 2 is contained, yellow or orange coloring becomes strong and the transmittance of the glass decreases,
The background loss at the pump light wavelength (for example, 0.98 μm) or the signal light wavelength may increase. In this respect, the content of CeO 2 is preferably less than 0.15%, and particularly preferably substantially no content.

【0031】Al23は必須ではないが、成形時の失透
を抑制する効果があり20%までの範囲で含有してもよ
い。20%超では失透により透明性が低下するおそれが
ある。より好ましくは15%以下、特に好ましくは11
%以下である。Al23を含有する場合、その含有量は
0.1%以上であることがより好ましく、特に好ましく
は1%以上、最も好ましくは2%以上である。
Al 2 O 3 is not essential, but has an effect of suppressing devitrification during molding, and may be contained up to 20%. If it exceeds 20%, transparency may decrease due to devitrification. More preferably 15% or less, particularly preferably 11% or less.
% Or less. When Al 2 O 3 is contained, the content is more preferably 0.1% or more, particularly preferably 1% or more, and most preferably 2% or more.

【0032】Ga23は必須ではないが、利得が得られ
る波長幅を大きくする他に、成形時の失透を抑制する効
果があり20%までの範囲で含有してもよい。20%超
では失透により透明性が低下するおそれがある。より好
ましくは18%以下、特に好ましくは15%以下、最も
好ましくは10%以下である。Ga23を含有する場
合、その含有量は0.1%以上であることがより好まし
く、特に好ましくは1%以上、最も好ましくは2%以上
である。
Although Ga 2 O 3 is not essential, it has an effect of suppressing devitrification at the time of molding in addition to increasing the wavelength width at which gain can be obtained, and may be contained in a range of up to 20%. If it exceeds 20%, transparency may decrease due to devitrification. It is more preferably at most 18%, particularly preferably at most 15%, most preferably at most 10%. When Ga 2 O 3 is contained, the content is more preferably 0.1% or more, particularly preferably 1% or more, and most preferably 2% or more.

【0033】Al23とGa23の含有量の合計は30
%以下であることがより好ましい。30%超では失透に
より透明性が低下するおそれがある。さらに好ましくは
25%以下、特に好ましくは20%以下、最も好ましく
は15%以下である。また、Al23およびGa23
少なくともいずれか一方を含有する場合、両者の含有量
の合計はより好ましくは2%以上、特に好ましくは4%
以上である。
The total content of Al 2 O 3 and Ga 2 O 3 is 30
% Is more preferable. If it exceeds 30%, transparency may decrease due to devitrification. It is more preferably at most 25%, particularly preferably at most 20%, most preferably at most 15%. When at least one of Al 2 O 3 and Ga 2 O 3 is contained, the total content of both is more preferably 2% or more, particularly preferably 4%.
That is all.

【0034】ZnO、TeO2、BaO、WO3はいずれ
も必須ではないが、コアガラスとクラッドガラスの物性
(屈折率、熱膨張係数、等)の調整やガラス化を容易に
するために、これらの含有量の合計が40%までの範囲
で含有してもよい。より好ましくは20%以下、特に好
ましくは10%以下である。
Although ZnO, TeO 2 , BaO and WO 3 are not essential, they are used to adjust the physical properties (refractive index, thermal expansion coefficient, etc.) of the core glass and the clad glass and to facilitate vitrification. May be contained in the total content of up to 40%. It is more preferably at most 20%, particularly preferably at most 10%.

【0035】本発明における好ましい態様においては、
マトリクスガラスおよび/またはクラッドガラスは実質
的に上記成分からなるが、これ以外の成分を合量で10
%以下の範囲で含有してもよい。たとえば、成形時の失
透を抑制したり、ガラス化を容易にしたりするために、
BeO、MgO、CaO、SrO、Li2O、Na2O、
2O、Cs2O、La23、TiO2、ZrO2、Cd
O、In23、GeO2、PbO、などを含有してもよ
い。
In a preferred embodiment of the present invention,
The matrix glass and / or the clad glass substantially consist of the above components, but the other components are added in a total amount of 10%.
% Or less. For example, to suppress devitrification during molding or to facilitate vitrification,
BeO, MgO, CaO, SrO, Li 2 O, Na 2 O,
K 2 O, Cs 2 O, La 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , Cd
O, In 2 O 3 , GeO 2 , PbO, and the like may be contained.

【0036】コアガラスおよびクラッドガラスの組成
は、n1とn2の間の前記関係を満たすだけでなく、両者
の熱膨張係数を整合させるように決定されることが好ま
しい。
The compositions of the core glass and the cladding glass are preferably determined not only to satisfy the above relationship between n 1 and n 2 , but also to match the coefficients of thermal expansion of both.

【0037】本発明の光増幅媒体において、1.45〜
1.64μmの波長の光に対し利得が得られる波長幅は
40nm以上であることが好ましい。40nm未満では
WDMにおけるチャンネル数が小さくなりすぎるおそれ
がある。前記波長幅は、より好ましくは50nm以上、
特に好ましくは60nm以上、最も好ましくは80nm
以上である。
In the optical amplifying medium of the present invention, 1.45 to 1.45.
The wavelength width at which gain can be obtained for light having a wavelength of 1.64 μm is preferably 40 nm or more. If it is less than 40 nm, the number of channels in WDM may be too small. The wavelength width is more preferably 50 nm or more,
Particularly preferably 60 nm or more, most preferably 80 nm
That is all.

【0038】本発明の樹脂コート光増幅媒体は、破壊強
度を高くするために本発明の光増幅媒体を樹脂により被
覆したものである。前記樹脂の厚さは2〜400μmの
範囲にあることが好ましい。2μm未満では破壊強度を
高くする効果が得られないおそれがある。より好ましく
は3μm以上、特に好ましくは8μm以上である。40
0μm超では、一様な樹脂被覆が困難になるおそれがあ
る。より好ましくは70μm以下である。
The resin-coated optical amplifying medium of the present invention is obtained by coating the optical amplifying medium of the present invention with a resin in order to increase the breaking strength. The thickness of the resin is preferably in the range of 2 to 400 μm. If it is less than 2 μm, the effect of increasing the breaking strength may not be obtained. It is more preferably at least 3 μm, particularly preferably at least 8 μm. 40
If it exceeds 0 μm, uniform resin coating may be difficult. More preferably, it is 70 μm or less.

【0039】前記樹脂は、クラッドガラスとの密着性が
良好であり、またクラッドガラスへの被覆が容易なもの
であれば特に限定されない。なお、光のクラッドモード
伝播を抑制するために、樹脂の屈折率はクラッドガラス
の屈折率よりも大きいことが好ましく、また、1.45
〜1.64μmの波長の光に対する樹脂の吸収係数が大
きいことが好ましい。
The resin is not particularly limited as long as it has good adhesion to the clad glass and can be easily coated on the clad glass. In order to suppress the propagation of cladding mode of light, the refractive index of the resin is preferably larger than that of the cladding glass, and 1.45.
It is preferable that the resin has a large absorption coefficient for light having a wavelength of about 1.64 μm.

【0040】また、前記樹脂のヤング率は1MPa以上
であることが好ましい。1MPa未満では樹脂が損傷し
やすくなり破壊強度が高くならないおそれがある。より
好ましくは4.9MPa以上、特に好ましくは98MP
a以上である。前記樹脂として、熱硬化性シリコーン樹
脂、UV硬化性シリコーン樹脂、アクリル系樹脂、エポ
キシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、などが挙げられる。
The Young's modulus of the resin is preferably 1 MPa or more. If it is less than 1 MPa, the resin may be easily damaged, and the breaking strength may not be increased. More preferably 4.9 MPa or more, particularly preferably 98 MPa
a or more. Examples of the resin include a thermosetting silicone resin, a UV curable silicone resin, an acrylic resin, an epoxy resin, and a polyimide resin.

【0041】本発明の光増幅媒体は、たとえば次のよう
にして作製される。原料を混合し、白金ルツボ、アルミ
ナルツボ、石英ルツボやイリジウムルツボ中に入れ、8
00〜1300℃で空気中で溶融し、得られた融液を所
定のモールドにキャストすることにより、コア用ガラス
およびクラッド用ガラスを作製する。
The optical amplifying medium of the present invention is manufactured, for example, as follows. The raw materials are mixed and placed in a platinum crucible, an alumina crucible, a quartz crucible or an iridium crucible,
The glass for core and the glass for cladding are produced by melting in air at 00 to 1300 ° C. and casting the obtained melt in a predetermined mold.

【0042】光増幅ガラスファイバを作製する場合は、
次に、コア用ガラスとクラッド用ガラスを重ねて400
〜500℃で押出し成形し、コア/クラッド構造を有す
るプリフォームを作製する。光増幅導波路を作製する場
合は、前記コア用ガラスは直方体形状とし、このコア用
ガラスと嵌合する穴を有するクラッド用ガラスにコアガ
ラスを挿入してコア/クラッド構造を有するプリフォー
ムを作製する。このようにして得られたプリフォームを
約500℃の電気炉中に入れて軟化させ、所望の寸法と
なるように制御しながら成形して、光増幅媒体を得る。
When manufacturing an optical amplification glass fiber,
Next, the glass for the core and the glass for the clad are stacked and 400
Extrusion molding at ~ 500 ° C to produce a preform having a core / cladding structure. When producing an optical amplification waveguide, the core glass is formed in a rectangular parallelepiped shape, and the core glass is inserted into a cladding glass having a hole to be fitted with the core glass, thereby producing a preform having a core / clad structure. I do. The preform thus obtained is placed in an electric furnace at about 500 ° C. to be softened and molded while controlling to have a desired size to obtain an optical amplification medium.

【0043】また、図4に示すような埋め込み型光増幅
導波路は、たとえば次のようにして作製される。Si、
GaAs等の半導体基板、石英ガラス基板等の基板10
の表面にクラッドガラス膜12Aを、電子ビーム蒸着
法、CVD法、スパッタリング法等によって形成する。
A buried optical amplification waveguide as shown in FIG. 4 is manufactured, for example, as follows. Si,
Substrate 10 such as a semiconductor substrate such as GaAs or a quartz glass substrate
A clad glass film 12A is formed on the surface of the substrate by an electron beam evaporation method, a CVD method, a sputtering method, or the like.

【0044】次に、クラッド膜12Aの表面にコアガラ
ス膜を、電子ビーム蒸着法、CVD法、スパッタリング
法等によって形成する。このコアガラス膜を、フォトリ
ソグラフィ法、ドライエッチング法により加工して、断
面形状が長方形または正方形のコアガラス11を作製す
る。前記ドライエッチング法に用いるエッチングガスと
しては、CHF3ガス、CHCl3ガス、CHF3ガスと
CHCl3ガスの混合ガス等が例示される。
Next, a core glass film is formed on the surface of the clad film 12A by an electron beam evaporation method, a CVD method, a sputtering method, or the like. The core glass film is processed by a photolithography method and a dry etching method to produce a core glass 11 having a rectangular or square cross section. Examples of the etching gas used in the dry etching method include CHF 3 gas, CHCl 3 gas, a mixed gas of CHF 3 gas and CHCl 3 gas, and the like.

【0045】最後に、クラッドガラス膜12Aと同じ屈
折率を有するクラッドガラス膜12Bにより、クラッド
ガラス膜12Aおよびコアガラス11を被覆する。この
被覆は、たとえば、電子ビーム蒸着法、CVD法または
スパッタリング法によって行われる。なお、この埋め込
み型光増幅導波路におけるクラッドガラスは、クラッド
ガラス膜12Aおよびクラッドガラス膜12Bからな
る。
Finally, the clad glass film 12A and the core glass 11 are covered with a clad glass film 12B having the same refractive index as the clad glass film 12A. This coating is performed by, for example, an electron beam evaporation method, a CVD method, or a sputtering method. The clad glass in the buried optical amplification waveguide includes a clad glass film 12A and a clad glass film 12B.

【0046】本発明の樹脂コート光増幅媒体は、たとえ
ば、前記成形で得られた光増幅媒体にUV硬化性樹脂を
コーティング後UV照射を行って作製する。また、前記
成形で得られた光増幅媒体に熱硬化性樹脂をコーティン
グ後50〜200℃に加熱して作製してもよい。
The resin-coated optical amplifying medium of the present invention is produced, for example, by coating the optical amplifying medium obtained by the above-mentioned molding with a UV-curable resin and then performing UV irradiation. Alternatively, the optical amplification medium obtained by the molding may be coated with a thermosetting resin and then heated to 50 to 200 ° C. to produce the medium.

【0047】本発明の光増幅媒体および本発明の樹脂コ
ート光増幅媒体は光増幅器、レーザー装置等に好適に使
用される。このような光増幅器としてWDM対応光増幅
器が例示される。以下、本発明の光増幅媒体および本発
明の樹脂コート光増幅媒体をあわせて本発明の光増幅体
という。
The optical amplifying medium of the present invention and the resin-coated optical amplifying medium of the present invention are suitably used for optical amplifiers, laser devices and the like. An example of such an optical amplifier is a WDM-compatible optical amplifier. Hereinafter, the light amplifying medium of the present invention and the resin-coated light amplifying medium of the present invention are collectively referred to as a light amplifying body of the present invention.

【0048】本発明の光増幅器においては、励起光源か
らの励起光を本発明の光増幅体に入射することにより、
本発明の光増幅器に入力された信号光が増幅される。本
発明の光増幅器は、励起光源および本発明の光増幅体の
他に、通常は、信号光入力装置、信号光と励起光を合波
させる合波装置、信号光と励起光を分波させる分波装
置、信号光出力装置、を有する。信号光入力装置および
励起光源はいずれも合波装置に接続され、該合波装置は
本発明の光増幅体の一端に接続される。また、本発明の
光増幅体の他端には分波装置が接続され、該分波装置は
信号光出力装置に接続される。
In the optical amplifier according to the present invention, the pump light from the pump light source is incident on the optical amplifier according to the present invention.
The signal light input to the optical amplifier of the present invention is amplified. The optical amplifier of the present invention generally includes a signal light input device, a multiplexing device for multiplexing signal light and pump light, and a demultiplexer of signal light and pump light, in addition to the pump light source and the optical amplifier of the present invention. It has a demultiplexer and a signal light output device. Both the signal light input device and the pump light source are connected to a multiplexer, and the multiplexer is connected to one end of the optical amplifier of the present invention. Further, a demultiplexer is connected to the other end of the optical amplifier of the present invention, and the demultiplexer is connected to a signal light output device.

【0049】信号光源を接続された本発明の光増幅器は
たとえば次のような構成Aを有する。信号光源は光コネ
クタ(信号光入力装置)により光アイソレータに接続さ
れ、該光アイソレータを介して合波用の光カプラ(合波
装置)に接続される。該光カプラには、また励起光源が
接続される。該光カプラは光増幅ガラスファイバの一端
に接続される。該光増幅ガラスファイバの他端は分波用
の光カプラ(分波装置)を介して光アイソレータに接続
される。該光アイソレータは光コネクタ(信号光出力装
置)に接続される。各部品は光ファイバにより接続され
る。
The optical amplifier of the present invention to which the signal light source is connected has, for example, the following configuration A. The signal light source is connected to an optical isolator by an optical connector (signal light input device), and is connected to a multiplexing optical coupler (multiplexing device) via the optical isolator. An excitation light source is also connected to the optical coupler. The optical coupler is connected to one end of an optical amplification glass fiber. The other end of the optical amplification glass fiber is connected to an optical isolator via a demultiplexing optical coupler (demultiplexing device). The optical isolator is connected to an optical connector (signal light output device). Each component is connected by an optical fiber.

【0050】なお、光増幅ガラスファイバと光ファイバ
の接続は、これらの間にコア拡大ファイバを介して行う
ことが好ましい。光増幅ガラスファイバとコア拡大ファ
イバの接続は融着または接着により、コア拡大ファイバ
と光ファイバの接続は融着により、それぞれ行うことが
好ましい。ここでいうコア拡大ファイバは、コア径が異
なる光ファイバを接続するためのファイバである。
It is preferable that the connection between the optical amplification glass fiber and the optical fiber be made via an enlarged core fiber between them. The connection between the optical amplification glass fiber and the expanded core fiber is preferably performed by fusion or adhesion, and the connection between the expanded core fiber and the optical fiber is preferably performed by fusion. The core-expanded fiber here is a fiber for connecting optical fibers having different core diameters.

【0051】前記構成Aにおいては前方励起方式を採用
しているが、本発明における光増幅器はこれに限定され
ず、後方励起方式または双方向励起方式を採用してもよ
い。
In the configuration A, the forward pumping system is adopted. However, the optical amplifier in the present invention is not limited to this, and a backward pumping system or a bidirectional pumping system may be adopted.

【0052】本発明のレーザー装置においては、励起光
源からの励起光が入射された状態の本発明の光増幅体が
光増幅素子として機能し、レーザー発振が起る。本発明
のレーザー装置は、励起光源および本発明の光増幅体の
他に、共鳴周波数の光を本発明の光増幅体にフィードバ
ック結合させる装置を有する。
In the laser device of the present invention, the optical amplifier of the present invention in a state where the excitation light from the excitation light source is incident functions as an optical amplification element, and laser oscillation occurs. The laser device of the present invention has a device for feedback coupling light having a resonance frequency to the optical amplifier of the present invention, in addition to the excitation light source and the optical amplifier of the present invention.

【0053】本発明のレーザー装置はたとえば次のよう
な構成を有する。励起光源は光カプラに接続される。該
光カプラには後述の狭帯域バンドパスフィルタを通過し
た光も入力される。該光カプラは光増幅ガラスファイバ
の一端に接続される。該光増幅ガラスファイバの他端は
光アイソレータに接続される。そして該光アイソレータ
を通過した光は狭帯域バンドパスフィルタに導かれ、前
述のように再び前記光カプラに導かれる。すなわち、光
カプラ、光増幅体、光アイソレータ、狭帯域バンドパス
フィルタによってリング状の光共振器が形成されてい
る。レーザー光は、前記光カプラの出力端から取り出さ
れる。なお、各部品は光ファイバにより接続される。ま
た、前記リング状の光共振器のうち光増幅体を除いた部
分が、前記フィードバック結合させる装置に該当する。
The laser device of the present invention has, for example, the following configuration. The excitation light source is connected to the optical coupler. Light that has passed through a narrow band-pass filter described later is also input to the optical coupler. The optical coupler is connected to one end of an optical amplification glass fiber. The other end of the optical amplification glass fiber is connected to an optical isolator. Then, the light that has passed through the optical isolator is guided to the narrow band pass filter, and again to the optical coupler as described above. That is, a ring-shaped optical resonator is formed by the optical coupler, the optical amplifier, the optical isolator, and the narrow band-pass filter. Laser light is extracted from the output end of the optical coupler. Each component is connected by an optical fiber. In addition, a portion of the ring-shaped optical resonator excluding the optical amplifier corresponds to the feedback coupling device.

【0054】[0054]

【実施例】表のBi23からErまでの欄に示した組成
のコア用ガラスとクラッド用ガラスを作製した。表中の
「B+Si」はB23とSiO2の合量、「Al+G
a」はAl23とGa23の合量、「ZnTeBaW」
はZnOとTeO2とBaOとWO3の合量である。ま
た、Bi23から「ZnTeBaW」までの欄はモル%
表示、Erは外掛けの質量%表示である。
EXAMPLES Core glass and cladding glass having the compositions shown in the columns from Bi 2 O 3 to Er in the table were produced. “B + Si” in the table is the total amount of B 2 O 3 and SiO 2 , and “Al + G”
“a” is the total amount of Al 2 O 3 and Ga 2 O 3 , “ZnTeBaW”
Is the total amount of ZnO, TeO 2 , BaO and WO 3 . The column from Bi 2 O 3 to “ZnTeBaW” is mol%.
The display and Er are the outer mass% display.

【0055】これらのガラスについてガラス転移点Tg
を示差熱分析(DTA)により測定した。結果を表のT
gの欄に示す(単位:℃)。なお、*を付したものは組
成から計算によって求めた推定値である。また、これら
コア用ガラス、クラッド用ガラスの波長1.55μmの
波長の光に対する屈折率をエリプソメータにより測定し
た。結果を表のn1、n2の欄に、(n1−n2)/n1
値をΔn/nの欄に、それぞれ示す。なお、*を付した
ものは組成から計算によって求めた推定値である。
For these glasses, the glass transition point T g
Was measured by differential thermal analysis (DTA). T
Shown in the column of g (unit: ° C.). Note that those marked with * are estimated values obtained by calculation from the composition. Further, the refractive index of these core glass and cladding glass with respect to light having a wavelength of 1.55 μm was measured by an ellipsometer. The results are shown in columns n 1 and n 2 of the table, and the value of (n 1 −n 2 ) / n 1 is shown in the column of Δn / n. Note that those marked with * are estimated values obtained by calculation from the composition.

【0056】例1〜3については、コア用ガラスおよび
クラッド用ガラスからコア/クラッド構造を有するプリ
フォームを作製し、このプリフォームをもとに525℃
でファイバ加工を行いガラスファイバを作製した。表1
の直径の欄に、コアガラスおよびクラッドガラスの直径
を示す(単位:μm)。
In Examples 1 to 3, a preform having a core / cladding structure was prepared from the core glass and the cladding glass, and 525 ° C. was prepared based on the preform.
The fiber processing was performed to produce a glass fiber. Table 1
In the column of diameter, the diameters of the core glass and the clad glass are shown (unit: μm).

【0057】例1については、さらに前記ガラスファイ
バに、UV硬化性アクリル系樹脂をコーティングし、U
V照射して直径250μmの樹脂コートガラスファイバ
を作製した。樹脂の厚さは62.5μmである。また、
樹脂のヤング率は1130MPaである。
In Example 1, the glass fiber was further coated with a UV-curable acrylic resin.
V irradiation was performed to produce a resin-coated glass fiber having a diameter of 250 μm. The thickness of the resin is 62.5 μm. Also,
The Young's modulus of the resin is 1130 MPa.

【0058】長さが6cmの前記樹脂コートガラスファ
イバを準備し、1.50〜1.59μmの波長の光(信
号光:0.001mW)と波長0.975μmの励起レ
ーザー光(50mW)を光合波器で合成した光をこの樹
脂コートガラスファイバに入射した。樹脂コートガラス
ファイバを出た信号光の強度と入射信号光の強度から、
この樹脂コートガラスファイバの利得を算出した。波長
1.50、1.53、1.56、1.59μmの波長の
光に対する利得(単位:dB)はそれぞれ、10、1
6、14、9であった。すなわち、1.50〜1.59
μmの波長範囲で利得が得られることが確認され、利得
が得られる波長幅が0.09μm以上(90nm以上)
であることがわかった。
The resin-coated glass fiber having a length of 6 cm was prepared, and light having a wavelength of 1.50 to 1.59 μm (signal light: 0.001 mW) and excitation laser light (50 mW) having a wavelength of 0.975 μm were combined. Light synthesized by the wave device was incident on the resin-coated glass fiber. From the intensity of the signal light exiting the resin-coated glass fiber and the intensity of the incident signal light,
The gain of this resin-coated glass fiber was calculated. The gains (unit: dB) for light having wavelengths of 1.50, 1.53, 1.56, and 1.59 μm are 10 and 1, respectively.
6, 14, and 9. That is, 1.50 to 1.59
It was confirmed that gain could be obtained in the wavelength range of μm, and the wavelength width in which the gain was obtained was 0.09 μm or more (90 nm or more).
It turned out to be.

【0059】例4〜10は、光増幅ガラスファイバとし
て適切な、コア用ガラスとクラッド用ガラスの組合せの
例である。すなわち、例4〜10においては、Δn/n
に関する前記関係が満たされるだけでなく、熱膨張係数
の整合も図られている。
Examples 4 to 10 are examples of a combination of a core glass and a cladding glass suitable as an optical amplification glass fiber. That is, in Examples 4 to 10, Δn / n
Not only the above relationship is satisfied, but also the coefficient of thermal expansion is matched.

【0060】また、例11のコア用ガラスとクラッド用
ガラスからなる、図4に示すような埋め込み型光増幅導
波路を、電子ビーム蒸着法およびドライエッチング法を
用いて作製した。該光増幅導波路のコアガラスの長辺の
長さ、短辺の長さはそれぞれ8μm、10μm、クラッ
ドガラスの長辺の長さ、短辺の長さはそれぞれ40μ
m、140μmである。
Further, a buried optical amplification waveguide made of the core glass and the cladding glass of Example 11 as shown in FIG. 4 was produced by using an electron beam evaporation method and a dry etching method. The length of the long side and the length of the short side of the core glass of the optical amplification waveguide are 8 μm and 10 μm, respectively, and the length of the long side and the length of the short side of the clad glass are 40 μm respectively.
m, 140 μm.

【0061】[0061]

【表1】 [Table 1]

【0062】[0062]

【表2】 [Table 2]

【0063】[0063]

【表3】 [Table 3]

【0064】[0064]

【表4】 [Table 4]

【0065】例1の光増幅ファイバ(長さ:15cm)
および例10の光増幅ファイバ(長さ:10cm)を用
いて、前記構成Aを有する光増幅器を作製した。いずれ
の光増幅器においても、強度100mW、波長0.98
μmの励起光と強度1mW、波長1.50〜1.59μ
mの信号光とを入射したところ、出力・信号光の強度は
10mW以上であった。
The optical amplification fiber of Example 1 (length: 15 cm)
Using the optical amplification fiber of Example 10 (length: 10 cm), an optical amplifier having the configuration A was manufactured. In each optical amplifier, the intensity is 100 mW and the wavelength is 0.98.
μm excitation light and intensity 1 mW, wavelength 1.50 to 1.59 μ
When the signal light of m was incident, the intensity of the output / signal light was 10 mW or more.

【0066】例10の光増幅ファイバを用いた光増幅器
については、さらに、波長が1.45〜1.64μmの
信号光を入射し利得Gを測定した。その結果、1.45
〜1.64μmの波長の光に対するGは正であった。
With respect to the optical amplifier using the optical amplification fiber of Example 10, a signal light having a wavelength of 1.45 to 1.64 μm was further incident, and the gain G was measured. As a result, 1.45
G for light with a wavelength of 11.64 μm was positive.

【0067】また、例11の光増幅導波路(長さ:5c
m)を用いて、前記構成Aを有する光増幅器を作製し
た。この光増幅器において、強度100mW、波長0.
98μmの励起光と強度1mW、波長1.50〜1.6
0μmの信号光とを入射したところ、出力・信号光の強
度は波長1.53〜1.6μmにおいて10mW以上で
あった。さらに、波長が1.45〜1.64μmの信号
光を入射し利得Gを測定した。その結果、1.45〜
1.64μmの波長の光に対するGは正であった。
The optical amplification waveguide of Example 11 (length: 5c
Using m), an optical amplifier having the configuration A was manufactured. In this optical amplifier, the intensity is 100 mW, and the wavelength is 0.
Excitation light of 98 μm, intensity 1 mW, wavelength 1.50 to 1.6
When a signal light of 0 μm was incident, the intensity of the output / signal light was 10 mW or more at a wavelength of 1.53 to 1.6 μm. Further, a signal light having a wavelength of 1.45 to 1.64 μm was incident, and the gain G was measured. As a result, 1.45
G was positive for light at a wavelength of 1.64 μm.

【0068】また、例1の光増幅ファイバ(長さ:8c
m)および例3の光増幅ファイバ(長さ:20cm)を
用いてレーザー装置を作製し、狭帯域バンドパスフィル
タの透過域を1.50〜1.59μmの範囲で変化させ
レーザー発振実験を行った。強度100mW、波長0.
98μmの励起光を入射したところ、1.50〜1.5
9μmという広い波長範囲でレーザー発振が確認され
た。
The optical amplification fiber of Example 1 (length: 8c
m) and a laser device using the optical amplification fiber of Example 3 (length: 20 cm), and performing a laser oscillation experiment while changing the transmission band of the narrow band-pass filter in the range of 1.50 to 1.59 μm. Was. Intensity 100 mW, wavelength 0.
When the excitation light of 98 μm was incident, 1.50 to 1.5
Laser oscillation was confirmed in a wide wavelength range of 9 μm.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明によれば、1.45〜1.64μ
mの波長域で広帯域利得が得られ、また励起光による熱
的損傷が起りにくい光増幅媒体が得られる。また、破壊
強度の高い樹脂コート光増幅媒体が得られる。この光増
幅媒体を用いたWDM対応光増幅器により、WDMにお
ける波長多重チャンネル数を増加できる。また、この光
増幅媒体を用いたレーザー装置により、1.50〜1.
59μmという広い波長範囲でレーザー発振が可能にな
る。
According to the present invention, 1.45 to 1.64 .mu.m.
A broadband gain can be obtained in the wavelength range of m, and an optical amplification medium that is less likely to be thermally damaged by the pump light can be obtained. Further, a resin-coated optical amplification medium having a high breaking strength can be obtained. With the WDM-compatible optical amplifier using this optical amplification medium, the number of wavelength division multiplexing channels in WDM can be increased. Further, by a laser device using this optical amplification medium, 1.50-1.
Laser oscillation becomes possible in a wide wavelength range of 59 μm.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】光増幅ガラスファイバの断面形状の一例を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional shape of an optical amplification glass fiber.

【図2】光増幅導波路の断面形状の一例を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional shape of an optical amplification waveguide.

【図3】光増幅導波路の断面形状の一例を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional shape of an optical amplification waveguide.

【図4】埋め込み型光増幅導波路の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a buried optical amplification waveguide.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 妹尾 具展 福島県郡山市待池台1−8 郡山西部第二 工業団地 旭硝子郡山電材株式会社内 (72)発明者 清水 龍一郎 福島県郡山市待池台1−8 郡山西部第二 工業団地 旭硝子郡山電材株式会社内 Fターム(参考) 2H047 KA04 QA04 RA08 TA13 2H050 AB07Z AB09Z AB17Z AB18Z AD16 5F072 AB09 AK03 AK06 FF02 FF03 JJ20 RR01 YY17  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor: Senoo Tomo Exhibition 1-8, Machiikedai, Koriyama-shi, Fukushima Pref. 1-8 Koriyama West Second Industrial Park Asahi Glass Koriyama Electric Materials Co., Ltd. F-term (reference) 2H047 KA04 QA04 RA08 TA13 2H050 AB07Z AB09Z AB17Z AB18Z AD16 5F072 AB09 AK03 AK06 FF02 FF03 JJ20 RR01 YY17

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】コアガラスとクラッドガラスからなり、波
長1.55μmの波長の光に対する該コアガラスと該ク
ラッドガラスのそれぞれの屈折率n1、n2の間に、 0.0005≦(n1−n2)/n1≦0.1、 の関係が成り立っている光増幅媒体であって、 コアガラスが、マトリクスガラスにErが質量百分率表
示で0.001〜10%添加されているガラスであり、 該マトリクスガラスが、Bi23を25〜70モル%の
範囲で含有し、かつ、B23およびSiO2の少なくと
もいずれか一方を含有することを特徴とする光増幅媒
体。
1. A material comprising a core glass and a clad glass, wherein between the refractive indices n 1 and n 2 of the core glass and the clad glass with respect to light having a wavelength of 1.55 μm, 0.0005 ≦ (n 1 −n 2 ) / n 1 ≦ 0.1, wherein the core glass is glass in which Er is added to the matrix glass in a mass percentage of 0.001 to 10%. There, the matrix glass, a Bi 2 O 3 contained in the range of 25 to 70 mol%, and, B 2 O 3 and the optical amplification medium, characterized in that it contains at least one of SiO 2.
【請求項2】マトリクスガラスが、下記酸化物基準のモ
ル%表示で実質的に、 Bi23 25〜70%、 B23+SiO2 5〜75%、 CeO2 0〜10%、 Al23+Ga23 0〜30%、 ZnO+TeO2+BaO+WO3 0〜40%、 からなる請求項1に記載の光増幅媒体。
2. The matrix glass is substantially composed of 25 to 70% of Bi 2 O 3 , 5 to 75% of B 2 O 3 + SiO 2 , 0 to 10% of CeO 2 , 2. The optical amplification medium according to claim 1, comprising 0 to 30% of 2 O 3 + Ga 2 O 3 and 0 to 40% of ZnO + TeO 2 + BaO + WO 3 .
【請求項3】クラッドガラスが、下記酸化物基準のモル
%表示で実質的に、 Bi23 25〜70%、 B23+SiO2 5〜75%、 CeO2 0〜10%、 Al23+Ga23 0〜30%、 ZnO+TeO2+BaO+WO3 0〜40%、 からなる請求項1または2に記載の光増幅媒体。
Wherein the cladding glass is substantially in mole% based on the following oxides, Bi 2 O 3 25~70%, B 2 O 3 + SiO 2 5~75%, CeO 2 0~10%, Al 3. The optical amplification medium according to claim 1, comprising 0 to 30% of 2 O 3 + Ga 2 O 3 and 0 to 40% of ZnO + TeO 2 + BaO + WO 3 .
【請求項4】請求項1、2または3に記載の光増幅媒体
を樹脂により被覆した樹脂コート光増幅媒体。
4. A resin-coated optical amplifying medium obtained by coating the optical amplifying medium according to claim 1, 2 or 3 with a resin.
【請求項5】励起光源と、請求項1、2または3に記載
の光増幅媒体または請求項4に記載の樹脂コート光増幅
媒体とを有することを特徴とする光増幅器。
5. An optical amplifier comprising: an excitation light source; and the optical amplifying medium according to claim 1, 2 or 3, or the resin-coated optical amplifying medium according to claim 4.
【請求項6】励起光源と、請求項1、2または3に記載
の光増幅媒体または請求項4に記載の樹脂コート光増幅
媒体とを有することを特徴とするレーザー装置。
6. A laser device comprising an excitation light source and the optical amplification medium according to claim 1, 2 or 3, or the resin-coated optical amplification medium according to claim 4.
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