JP2001514443A - ジスプロシウムをドープした低フォノンエネルギーガラス導波管による増幅 - Google Patents

ジスプロシウムをドープした低フォノンエネルギーガラス導波管による増幅

Info

Publication number
JP2001514443A
JP2001514443A JP2000508021A JP2000508021A JP2001514443A JP 2001514443 A JP2001514443 A JP 2001514443A JP 2000508021 A JP2000508021 A JP 2000508021A JP 2000508021 A JP2000508021 A JP 2000508021A JP 2001514443 A JP2001514443 A JP 2001514443A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
amount
dysprosium
fiber
amplifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000508021A
Other languages
English (en)
Inventor
サンゲラ，ジヤスバインダー
シヨウー，ブランドン
コール，ブライアン
ビイ． ハービソン，バリー
デイ． アガーウオル，アイシヤワー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
US Government
Original Assignee
US Government
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by US Government filed Critical US Government
Publication of JP2001514443A publication Critical patent/JP2001514443A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
    • H01S3/06716—Fibre compositions or doping with active elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/17—Solid materials amorphous, e.g. glass
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1606—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth dysprosium

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本明細書には増幅方法、光ガラス増幅器、上記増幅器に基づくレーザー及び増幅光通信システムが開示されており、これらは、全て、約350cm-1以下のフォノンエネルギーを有する、かつ、ジスプロシウムをドープされたガラスから製造された、限られた長さのシングル−モードガラスに基づいている。このガラスは、0.1-30モル％のＸ、0-40モル％のヒ素、0.01-20モル％のガリウム、40-85モル％のＹ及び0.001〜２重量％のジスプロシウム（上記において、Ｘはゲルマニウム及びゲルマニウムと50％までの硫黄との混合物から選ばれ、Ｙはセレン、インジウム及びこれらの混合物から選ばれる）を含有している。上記システムは、結合器、該カップリング装置と連結しているかつ増幅すべき光学信号を運搬するシリカベース繊維、前記カップリング装置と連結しているポンプ光線源、一方の端部で上記結合器と連結している増幅器及びその他方の端部で増幅器と連結している他のシリカベース繊維からなる。上記増幅方法は、増幅すべき光学信号を結合器に導入し、ポンプ光線を上記カップリング装置に導入し、光学信号とポンプ光学信号とを結合させ、結合させた光学信号を増幅器に導入し、ジスプロシウム中の電子を励起させることにより上記光学信号を増幅させて、該光学信号から約1.3μmで放出させる工程からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 関連出願の参照 本出願は、同一の発明者のために本出願と同時に出願された“希土類をドープ
した低フォノンエネルギーガラス及び繊維”と題する出願に関連する。
【０００２】 発明の背景 発明の分野 本発明は約350cm-1以下のフォノンエネルギー(phonon energy)を有するかつジ
スプロシウムをドープしたガラスから製造された導波管(waveguide)による光学
信号の増幅に関する。
【０００３】 従来技術の説明 軍隊及び商業的用途のためのローカルエリアネットワーク(local area networ
k)においては高速光学ネットワーキング(optical networking)を可能にするため
に、電気通信用の1.3μm光ファイバー増幅器(fiber optic amplifier)が 必要と
されている。現在、大部分の埋没プラント(embedded plant)は1.3μmにある。大
洋横断海底リンク(transoceanic submarine links)においては、シリカにおける
最小損失の波長に対応する1.55μmで作動する、シリカをベースとするエルビウ ムドープ繊維増幅器が利用されている。しかしながら、ローカルエリアネットワ
ークの用途においては、高い帯域幅(bandwidth)の用途について、1.3μm での増
幅器が要求されている；その理由は、この値はシリカにおけるゼロ分散(zero di
spersion)に相当するからである。
【０００４】 現在、電気通信工業では1.3μmでの大型の(bulky)電子中継器(electronic rep
eater)が使用されており、この中継器により光学信号を電子信号に変換し、この
電子信号を増幅しついでビデオレーザーにより光学信号に戻している。これらの
中継器は取扱いが容易でなく、検出可能であり(detectable)そして高い保全経費
を必要とする。電気通信工業においては小形の光ファイバー増幅器の開発が強く
求められている。
【０００５】 シリカ繊維は、1.3μm放出(emission)については、適当な基材ではない；その
理由は、プラセオジムとジスプロシウムの希土類イオンが、それぞれの励起状態
(exicted state)からのマルチフォノン緩和(multiphonon relaxation)、即ち、 プラセオジムにおける1G4から3F3への及びジスプロジウムにおける6H9/2,6F11/2 から6H11/2へのマルチフォノン緩和を受けるからである。これによって、1.3μm
放出が顕著に鎮静され(quench)、装置を実用的でないものにせしめる。シリカの
フォノンエネルギーは約1100cm-1である。
【０００６】 500cm-1以上のフォノンエネルギーを有する弗化物ガラス、及び、より最近で は、400cm-1以上のフォノンエネルギーを有する硫化物ガラスのごとき低フォノ ンエネルギーガラスに希土類イオンをドープするために多くの研究が行われてい
る。弗化物繊維の研究においては、実際に商業的な製品、即ち、1.3μmで作動す
るプラセオジムドープ繊維増幅器が得られている。しかしながら、この製品は、
量子効率(quantum efficiency)が非常に低く、５％以下であり、信号利得(signa
l gain)が小さく、約0.08dB/mWでありそして1.02μmで要求されるポンプ力(pump
power)が極めて高く、440mWであるという理由で広範囲には受入れられなかった
。後者の性質はダイオードの寿命を短くし、このことにより、必然的に価格が増
大しかつシステムの信頼性を低下させる。更に、弗化物ガラスの化学的耐久性は
、15年以上の長期間信頼性を満足させることを要求されるシリカベースガラスに
比較して不良である。これらの特徴は、全て、電気通信工業においてプラセオジ
ムドープ弗化物繊維増幅器を使用することが好ましくないということの原因とな
っている。プラセオジムは、弗化物ガラスにおいては良好に機能しないが、ジス
プロシウムの1.3μm放出は、それがマルチフォノンクエンチ(multi-phonon quen
ched)されるため、これらのガラスでは、一層、弱い。
【０００７】 一方、硫化物ガラスは、弗化物ガラスより低いフォノンエネルギーを有してお
り、従って、プラセオジムをドープされている。文献に記載されるガラス組成物
はGa-La-S及びGe-Ga-Sに基づいている。期待される利得(gain)は、測定放出断面
（σｅ）と励起状態の寿命（τ）との積を表す値σｅ τに比例する。Ga-La-S 、Ge-Ga-S及びプラセオジムをドープされた弗化物ガラスについて得られたσｅ τの値は、それぞれ、250、479及び39(x10-26cm2s)である。このことは、期待さ
れる利得は、同一のポンプ力についてプラセオジムドープ弗化物について得られ
るものより１オーダー高い大きさであることを示している。換言すれば、プラセ
オジムドープ硫化物ガラスは、同一の利得について、約10倍小さいポンプ力しか
必要としないことを意味する。プラセオジムにおける1G4レベルからのクエンチ ングは、3F3レベルまで、但し、より低い程度まで依然として生起し、その結果 、1.3μm放出についての量子効率はより高く約30％である。しかしながら、４−
レベルシステムについての比率方程式モデル(rate equation model)を使用する と、実用的な増幅器装置を実現するためには、非常に低い繊維損失率(fiber los
s)が必要であると考えられる。例えば、500ppmのプラセオジムを含有する、10メ
ートルを越える長さの繊維を使用して20dB以上の利得を得るためには、約1.3μm
において約１dBの損失が必要である。今日まで、数メートルを越えるマルチモ ード(multimode)硫化物繊維について報告されている最低損失率は、僅か約0.5dB
/mであり、より長い波長、例えば２μm以上の波長において生じている。1.3μm における損失率は、最良の場合で、１dBに近い。コア直径が約２μmのシングル モード繊維(single mode fiber)が繊維増幅器について必要であるという事実に よって、問題が更に顕著になっている。シングルモード硫化物繊維について今日
まで報告されている最低損失率は、２μmを越える長波長において１メートルの 長さについて測定して、１dB/m以上である。1.3μmで作動する繊維増幅器を実際
に実現するには、10〜20メートルの長さの低損失率プラセオジムドープ硫化物繊
維を必要とするが、これは達成するには困難でかつ費用を要する作業が要求され
る。
【０００８】 硫化物ガラス中にジスプロシウムもドープされている。例えば、810nmでポン プされた(pumped)Ge-Ga-Sガラス中のジスプロシウムについて、僅か、38μsの励
起状態寿命が測定されている。放出は非常に弱い。ジスプロシウムをドープされ
たAs２S3ガラスは1.3μmで蛍光を示さなかった。より最近、0.2〜0.5重量％のジ
スプロシウムをドープされたGe30As10S60及びGe25Ga5S70ガラスは、約808nmでポ
ンプされたとき、1.3μmで非常に弱い蛍光を示した。他の例において0.1重量％ のジスプロシウムを含有するAs2S3ガラスにおいて蛍光は観察されなかったが、1
.7モル％のヨウ素を含有するAs２S3ガラス、Ge30As10S60ガラス、Ge25Ga5S70ガ ラス及びGe３５S56.5I8.5ガラスにおいては、1.3μmで弱い蛍光が観測され、38 μs以下の寿命が測定され、20％以下の量子効率が得られた。Ga-La-Sガラスに50
0ppmのジスプロシウムをドープした場合、1.3μmで蛍光が観察され、59μsの寿 命が測定され、約29％の量子効率が得られた。これは815nm及び914nmでのポンピ
ングにより達成された。
【０００９】 今日まで、電気通信のための1.3μmでの潜在的繊維増幅器のための硫化物材料
においては、最良の希土類イオンドーパントはプラセオジムであると考えられて
いる。しかしながら、1G4レベルについての弱い吸収断面のため、より長い繊維 長を必要とし、従って、この用途を可能にするためには、繊維損失率が絶対的に
重要である。
【００１０】 プラセオジム及びジスプロシウムをドープされたかつそのフォノンエネルギー
が約350cm-1以下であるセレン化物ガラスのごとき低フォノンエネルギー材料又 はガラスを潜在的1.3μm光ファイバー増幅器に使用することは当業者により排除
されている。これは、これらのイオンが、例えば、それぞれ、1.02μm及び0.815
μm（及び0.915μm）でポンプされるという理由のよるものである。電子エッジ(
electronic edge)、即ち、短波長エッジ(short wavelength edge)はセレン化物 ガラス材料内ではより長い波長にシフトし、従って、電子エッジによる吸収が、
従来使用されているポンプ波長、即ち、プラセオジムにおける1.02μm及びジス プロシウムにおけ0.815μm又は0.914μmにおいて顕著あることが知られている。
【００１１】 なお、小バンドギャップ材料は弱い吸収テイル(adsorption tail)を示し、これ は赤外部分まで伸長している。従って1.3μmでの放出は、セレン化物材料マトリ
ックスによっても明らかに吸収され、それによって、かかる増幅器が実用的でな
いものになると広く信じられている。
【００１２】 1.3μmでの光学的性能に関する否定的な見解の他に、セレン化物ガラス(＜350
cm-1)のごとき低フォノンエネルギー材料では、希土類イオンの溶解性が低く、 これによって、特に、繊維の延伸の際に、クラスタリング(clustering)又は結晶
化が生起すると一般的に考えられている。このことは1.3μmでの蛍光に対して有
害な影響を与える。かかるクラスタリングは希土類イオンについての適当な部位
の欠如により生じるものであり、かかる部位の欠如は、ガラスを形成するセレン
化物と希土類プレカーサーとの間の結合特性の差から生じるものである。換言す
れば低フォノンエネルギーセレン化物ガラス中の希土類の溶解性は低いが、これ
は、ガラス構造体は主として共有結合特性を有するものであるのに対し、希土類
は主としてイオン結合を形成することによるものである。また、希土類セレン化
物の耐熱特性がこれらのセレン化物をガラス溶融物中に溶解することを困難にし
ている。
【００１３】 光学的導波管は種々の形状と寸法のものであり、例えば繊維状及び平板状(pla
ner)導波管が包含される。繊維は、通常、円形の断面を有しておりかつ数十〜数
百ミクロンの直径と、例えば数メートル〜数キロメートルの長さを有する。
【００１４】 平板状導波管は、例えば、数ミクロン〜数百ミクロンの厚さと、数ミリメートル
〜数センチメートルの長さを有する。平板状導波管はこれらが小さくかつコンパ
クトであるという利点を有するのに対し、繊維状導波管は遠隔/長距離での用途 を可能にするという利点を有する。繊維状導波管はコア/クラッドプレフォーム から延伸するか又はルツボ溶融技術を使用して製造されるのに対し、平板状導波
管はガラスを支持体上に付着させついでイオン交換又は光化学を使用してコア/ クラッド導波管構造体を形成させることにより製造される。
【００１５】 本発明の目的及び要約 本発明の目的は、電気通信システムにおいて1.3μmでの信号の増幅とレーザー
力の生成に使用するための、350cm-1以下のフォノンエネルギーを有するかつジ スプロシウムをドープした低フォノンエネルギーガラスから製造された光学導波
管である。
【００１６】 本発明の別の目的は、増幅方法及び約350cm-1以下のフォノンエネルギーを有 する、ジスプロシウムをドープした、安定なガラスから製造された光学導波管で
ある。
【００１７】 本発明の別の目的は、少なくとも約100倍の増幅と均等な、少なくとも20dBの 利得を有する光ファイバー増幅器である。
【００１８】 本発明の別の目的は、350cm-1以下のフォノンエネルギーを有するかつジスプ ロシウムをドープしたガラスから製造された光ファイバー増幅器に基づく光学電
気通信システムである。
【００１９】 本発明の別の目的は、約350cm-1以下のフォノンエネルギーを有する、ジスプ ロシウムをドープしたガラスに基づくレーザーである。
【００２０】 本発明のこれらの目的は、ジスプロシウムをドープした、約350cm-1以下のフ ォノンエネルギーを有するガラスから製造された導波管と、少なくとも光学増幅
信号のエネルギー水準のエネルギー水準又は約1.3μmでのレーザー発振のための
エネルギー水準で光線を導波管にポンプ供給するポンプ光線源(pump lightsourc
e)と組合せて使用することにより達成される。
【００２１】 図面の簡単な説明 図１は、ジスプロシウムをドープした、低フォノンエネルギーガラス繊維導波
管が組込まれている電気通信システムの略図である。 図２は、ジスプロシウムのより低いエネルギーレベルについての、ジスプロシ
ウムについてのエネルギーレベルの略図である。 図３は、ジスプロシウムをドープした、低フォノンエネルギーガラス導波管が
組込まれているレーザーの略図である。 図４は、本発明の光学繊維を製造するのに使用される装置の略図である。 図５は、実施例４で使用される実験設備である。 図６は、約350cm-1以下のフォノンエネルギーを有するかつジスプロシウムを ドープしたガラスから製造された、１メートルの長さの繊維についての、蛍光と
波長とのプロットである。
【００２２】 好ましい態様の説明 本発明は、約350cm-1以下のフォノンエネルギーを有するかつジスプロシウム をドープしたガラスから製造された導波管に基づく光学ガラス導波管増幅器、こ
の増幅器を使用する光学通信システム、低フォノンエネルギーガラス導波管に基
づくレーザー、及びジスプロシウムドープガラス導波管に基づく増幅方法に関す
る。増幅器のベースを形成する光学導波管、特に、ガラス繊維はジスプロシウム
をドープした、低フォノンエネルギーガラスから製造される。このガラスは約35
0cm-1以下のフォノンエネルギーを有しかつ下記の成分からなる；下記において ジスプロシウムは重量％で示されており、それ以外の成分はモル％で示されてい
る： 成 分 一般的範囲 好ましい範囲 特に好ましい範囲 ゲルマニウム(Ge) 0.1-30 1-25 5-20 ヒ素(As) 0-40 1-30 5-20 ガリウム（Ga) 0.01-20 0.1-10 0.2-5 セレン(Se) 40-85 50-75 55-75 ジスプロシウム(Dy) 0.001-2 0.01-1.5 0.05-1
【００２３】 セレンを、約50％までの量、好ましくは30％以下の量の硫黄で置換し得る。ガ
リウムを、一部又は全部、インジウムで置換し得る。他の成分をガラスに添加し
て、ガラスの光学的、熱的及び/ 又は機械的特性を改善し得る。これらの他の成
分として、モル基準で20％までの量のテルルが挙げられ、これは、屈折率を改善
すると考えられる；更に、モル基準で20％までの量のハロゲン又はその混合物、
特にヨウ素が挙げられ、これは、屈折率を変更しかつ希土類の溶解性を増大させ
ると考えられる。他の添加剤は、２モルまでの少ない量でガラスに添加した場合
には、ある種の改善をもたらし得る。これらの他の添加剤としてはタリウム、セ
シウム、アンチモン、錫、鉛、カドミウム、銅、銀、イットリウム、スカンジウ
ム、ルテチウム、ケイ素、アルミニウム、リン、タンタル、ガドリニウム、これ
らのハロゲン化物及びこれらの混合物が挙げられる。
【００２４】 適当なガラスの種類の一つは上記したごときものである。しかしながら、約35
0cm-1以下のフォノンエネルギーを有する他のガラスも本発明において適当であ る。
【００２５】 上記したごときガラスから製造した光学導波管は、その中にジスプロシウムが
存在する結果として蛍光を示す。
【００２６】 本発明のガラス繊維導波管は慣用の方法で製造することができかつ任意の断面
形状を有するものであり得る。しかしながら、繊維は典型的には、断面が円形で
ある。本発明の目的のためには、繊維は0.25〜20メートル、好ましくは、0.5 〜
５メートルの長さと、約20〜500ミクロン、好ましくは50〜300ミクロンの直径を
有する。コアは約0.5〜90％であり、残部はクラッドである。繊維は、好ましく は約１μmでのシングルモード(single mode)であり、その損失率は５dB/m以下、
好ましくは２dB/m以下である。伝達された光線の大部分をコア内に保持するため
には、コアの屈折率はクラッドの屈折率より大きいものでなければならない。
【００２７】 増幅器を製造するのに使用されるガラスは、任意の適当な方法で製造し得る。
【００２８】 例えば、セレン化物ガラスの調製は、ガラス原料のドライボックス中でのバッチ
ング(batching)により行い得る。赤外線、特に中央IR範囲(mid IR range)の伝達
を増大させるためには、高度に精製した原料が使用される。元素の形のガラス成
分は不純物の水準の低い、安定なガラスを与えるので、ガラス成分はその塩又は
化合物の形ではなしに、元素の形で使用することが好ましい。ガラス成分の全て
は、金属に基づいて、99.9％を越える所望の純度で購入し得る。セレンは99.999
+％の純度で入手し得る。
【００２９】 バッチング工程は最初、ガラス成分をドライボックス中で秤量することにより
行われる。秤量とバッチング工程は、成分の汚染を招来する酸化と加水分解を防
止するために、ドライボックス中で不活性雰囲気下、１ppm以下の酸素と水蒸気 を用いて行われる。ジスプロシウムは元素の形で、セレン化物として、ジスプロ
シウムカルコゲナイドとして又はハロゲン化ジスプロシウムとして添加するか又
はセレン化ジスプロシウムを形成させるためのセレンと一緒に添加し得る。ドラ
イボックス中で、ガラス成分を秤量し、バッチングを行いついで石英アンプルに
移す。
【００３０】 ガラス成分を石英アンプルに移した後、アンプルをドライボックスから取り出
し、排気しついでシールする。シールした後、アンプルを加熱して内容物を溶融
させ、内容物を高温で反応させて、それぞれのセレン化物を形成させる。溶融工
程の典型的なスケジュールは、温度を室温付近から約800〜900℃まで、約１〜10
℃/分の速度で上昇させついで約800〜900℃で約10〜20時間保持することからな る。約800〜900℃で加熱した後、内容物は液体状であり、この混合物を更に放置
して分布をより均一にする。
【００３１】 溶融工程の後、溶融ガラスを約600〜900℃からTg付近まで、約５分間で迅速に
冷却してガラスを固化させる。固化後、ガラスをTg付近の温度で長時間加熱する
ことによりガラスのアニーリングを行って、ガラスブランクの亀裂及び/又は破 損を生起させることのあるガラス内の応力を緩和させる。ついで、ガラスを粉体
X-線回折及び熱分析により特性を測定して、ガラスの形成を確認する。
【００３２】 ガラス成分をセレン化物塩又はセレン化合物として添加した場合には、元素状
セレンと元素状金属とを反応させて、それぞれのセレン化合物を形成させるのに
非常にゆっくり加熱する必要はない。遅い加熱により、セレンが制御された状態
で金属と十分に反応する。現在、市販されている等級のセレン化合物を使用した
場合には、高水準の酸化物と水酸化物からなる不純物がガラス中に混入し、この
ことにより、残留先駆体中の随伴不純物による吸収のために、広帯域赤外線の伝
達が減少するであろう。
【００３３】 本発明のガラス繊維はガラスプレフォームから慣用の方法で製造し得る。ガラ
ス繊維の延伸は、1996年６月28日に出願された“熱アイソタクチックプレッシン
グを使用するコア/クラッド光ファイバープレフォームの製造方法”と題するか つNC76,989の名簿番号(docket number)を有する、Sanghera等の特許出願第08/67
2,771号に開示されている。この出願はガラス繊維の製造装置と製造方法につい ての説明のために、本明細書中に参照として包含されている。
【００３４】 図１は光ファイバー増幅器を含有する光通信システムの概略図である。図１を
参照すると、第１信号光線光ファイバー10は、16として一般的に示される結合器
(coupler) のポート(port)14の方向に進行し、12で劾ポートに溶融接合されてい
る(fusion spliced)。信号光線光ファイバー10は増幅されるべき信号を運搬する
が、これは、通常、シリカベースガラス繊維である。レーザーのごとき光源18は
20で結合器16のポート22と溶融接合されている。結合器の他方の側では、即ち、
信号光線とポンプ光線とが結合した後には、ポート24は26で増幅器ファイバー28
の一方の端部に突合わせ接合されており、増幅器ファイバー28の他方の端部は30
で短繊維長開口整合性光ファイバー(short-lenght numerical aperture matchin
g optical fiber)32 に突合わせ接合されており、この光ファイバー32は34で、 増幅された信号を運搬するかつ、通常、シリカベースガラス繊維である第２信号
光線光ガラスファイバー38に突合わせ接合されている。
【００３５】 結合器16の目的はポンプ光線(pump light)と信号光線とを結合させ、これを増
幅器ファイバー28に供給し、ここで信号光線又は光学信号を、これが信号光線光
ガラスファイバー38に導入される前に増幅させることにある。信号光線とポンプ
光線とをカップルさせるのに、他のカップル手段も使用し得る。他のカップル手
段の例としては、増幅されるべき信号光線を運搬する第１信号光線光ファイバー
中のノッチ(notch)が挙げられる。第１信号光線光ファイバー中で信号光線とポ ンプ光線とを結合させる効果を有するノッチ中にポンプ光線を導入することによ
り、ポンプ光線を信号光線ファイバー中に導入する。
【００３６】 結合器の機能を例示するために、光ファイバー10においては、５μWのエネル ギーの1.31μm光学信号、そして、ファイバー20においては、50mWのエネルギー の1.29μmの波長のポンプ光線を想定する。信号光線とポンプ光線が結合器内に 伝播したとき、信号光線とポンプ光線を、1.31μm光学信号と1.29μmのポンプ光
線とを結合する(wind up)ポート24に供給する。増幅器ファイバー28を通過した 後、増幅器ファイバー28から出た光線、即ち光学信号は、30dBの利得に相当する
約５mW又は1000倍の増幅エネルギーの1.31μm光線である。ポンプ光線のエネル ギーは増幅プロセスの間に吸収される。
【００３７】 増幅器ファイバー28における信号光線の増幅をより低いエネルギー水準につい
ての、ジスプロシウムエネルギー水準の略図である図２を参照して説明する。ポ
ンプ光線が増幅器ファイバー28に導入されたとき、この光線はジスプロシウム電
子を基底エネルギー水準の6H15/2から、6H9/2,6F11/2エネルギー水準に励起させ
る。ついで、信号光線は、6H9/2,6F11/2エネルギー水準にある励起電子を刺激し
て、基底エネルギー水準6H15/2に戻し、そして、より低いエネルギーバンドに戻
りながら、電子は放射線を放出し、その結果、信号光線が増幅される。
【００３８】 本明細書に開示されている光学増幅は、6H9/2,6F11/2エネルギー水準へのポン
ピング、及び、電子が、1.3μmで放射が生起するより低い6H9/2,6F11/2エネルギ
ー水準に衰退する(decay)他のエネルギー水準でのポンピングを包含している。 これの特定の例はエネルギーギャップ6H７／２,6H9/2であり、この中へ1.1μmの
光線をポンピングすることができ、その結果、放射性放出(radiative emission)
が生起して基底水準6H15/2に低下する、より低い6H9/2,6F11/2エネルギー水準へ
の電子の非放射性衰退(non-radiative decay)が生じる。
【００３９】 1.3μmでの光学信号を増幅することの他に、増幅器ファイバーを製造する低フ
ォノンエネルギーガラスに、ジスプロシウムだけではなしに、エルビウム及び/ 又はプラセオジムをドープすることにより、多重波長(multi wavelemgth)又は二
重波長(dual wavelength)増幅器を製造し得る。エルビウム及び/又はプラセオジ
ムの量はジスプロシウムについて与えられている範囲と同一である。エルビウム
とプラセオジムは1.5μmでの放出を有するので、ジスプロシウムと、エルビウム
とプラセオジムの一方又は両方をドープした低フォノンエネルギーガラスから製
造された増幅器ファイバーは1.3μmと1.5μmの光線を増幅するのに使用し得る。
【００４０】 本明細書に開示されている低フォノンエネルギーガラスは、その中に約10重量
％まで、好ましくは、0.01〜２重量％の量のテルビウム及びユーロピウムを配合
することにより、ボトルネッキング(bottlenecking)と励起状態吸収を防止し得 る。約1.1μm及び1.3μmでのエネルギーの移動のためにイッテルビウム、エルビ
ウム及びネオジムのごとき添加剤を約２重量％までの量でガラスに添加し得る。
重量％は、本明細書でモル％で示されているガラス成分の重量に基づくものであ
る。
【００４１】 空洞共振器(resonant cvity)が6H9/2,6F11/2−6H15/2遷移の波長で共振するレ
ーザーの略図が図３に示されている。空洞共振器内の増幅器はファイバー302の 形であり、ジスプロシウムをドープされた、約350cm -1以下のフォノンエネルギ
ーを有するガラスから製造されている；ポンプ装置はレーザー304の形であり、 この装置は光学的ポンプ力を上記増幅器に提供して、その中のジスプロシウムイ
オンを、直接、6H9/2,6F11/2の水準に上昇させる；反射装置は、高度の反射能、
好ましくは90％以上の反射能を有する一対のインプット及びアウトプット誘電ミ
ラー308及び310の形である。レンズ306はレーザー304からの光学信号を増幅器フ
ァイバー302に伝達する。参照番号312 は指標整合流体(index matching fluid) を表す。
【００４２】 本発明は上記で説明した通りであるが、下記の実施例は本発明の特定の態様を
示し、その実施と利点を示すものである。実施例は例示のためのものであり、本
発明はこれによって限定されるものでないことに留意すべきである。
【００４３】 実施例１ 本実施例は200ppmのプラセオジムをドープした、下記の組成：Ge16.5As18.8Ga 0.2 Se64.5を有する本発明のガラスの製造を例示する。
【００４４】 最初に、３mmの肉厚を有するシリカガラスアンプルを希釈した弗化水素酸でエ
ッチングし、脱イオン水で洗浄しついでオーブン内で約110℃で乾燥させた。つ いで、乾燥させたアンプルを１ppm以下の水と酸素を含有するドライボックスに 入れた。ドライボックス内で、個々の元素を秤量して、下記のガラス組成物を得
た：Ge16.5As18.8Ga0.2Se64.5。重量％に基づく成分の純度はGa-99.99999％、Ge
-99.9999％、As-99.9995％、Se-99.995％であった。セレンとヒ素は、これらを 蒸留して、水、酸化物及び炭素を除去することにより更に精製した。バッチの全
重量は10gであり、この他に、ガラスにドープするために使用した200ppmのプラ セオジムが含有されていた。
【００４５】 バッチを混合し、アンプルに導入した。真空弁集成装置を使用して、アンプル
をシールし、ドライボックスから取出しついでターボ分子ポンプと機械的ポンプ
とからなる真空装置に連結した。集成装置を約１時間排気しついでシリカアンプ
ルを酸素−メタントーチでシールした。ついで、シールしたアンプルを加熱炉内
に装入し、ガラス成分を溶融させた。溶融は下記のスケジュールで実施した：10
℃/分で500℃まで;500℃で３時間保持;５℃/分で900℃まで上昇;14時間保持;10 ℃/分で750℃まで上昇;２時間保持。バッチ成分を適度に混合するために、揺動 炉を使用した。ガラスの清澄化を行うため、750℃で保持する間、揺動を行った 。アンプルを750℃で炉から取出し、水で急冷した。ついで、ガラスを210℃で約
３時間アンニールし、ゆっくり室温まで冷却しついでアンプルから取出し、特性
決定と繊維化を行った。
【００４６】 本発明の他のガラスを実施例１と同様にして製造した；その組成と、実施例１
のガラスの組成を、幾つかの他の情報と共に下記の表Ａに示す。
【００４７】
【００４８】 実施例２ 本実施例は、本発明で定義したガラスの延伸を例示する。延伸に使用した装置
は図４に示されている。
【００４９】 200ppmのプラセオジムをドープした、下記の組成：Ge16.5As18.8Ga0.2Se64.5 を有するガラスプレフォームを実施例１に従って溶融させた。1996年6月26日に 出願された出願番号 08/670,910号及び名簿番号 NC77,216を有する、“ガラスか
ら水素及び炭素不純物を除去する方法”と題するSanghera等の特許出願に記載さ
れるごとく、約1000ppmの塩化テルル(TeCl4)もガラスにドープして、中央- IR-H
-Se吸収バンドを減少させた。プレフォームは６mmの公称直径と約５cmの長さを 有する。コアだけの繊維をNC 76,989の名簿番号を有する特許出願に記載される 装置を使用して延伸した。ガラス繊維は387℃の温度で、約２mm/分で延伸した。
【００５０】 約200μmの外径を有する、全長11メートルの繊維が延伸された。このプレフォー
ムから延伸された繊維の断面についての最小損失率(minmal loss)は6.61μmで約
0.7dBと測定された。
【００５１】 実施例３ 本実施例は前記表Ａに示されるガラス組成物＃３から製造された繊維による1.
3μmでの光学蛍光(optical fluorescence)を例示する。ガラスは実施例１と同様
の方法で製造した。繊維は実施例２と同様の方法で、352℃で延伸した。
【００５２】 図５を参照して、減衰器114,レンズ116及びSiO２ベースファイバー118を経て1
.064μmで作動するパルス(pulsed)Nd:YAGレーザー112を用いて、200ppmのジスプ
ロシウムをドープしたカルコゲナイドガラス繊維Ge12.5As18.3Ga0.2Se58.5S10を
ポンピングすることにより、6H9/2,6F11/2エネルギー水準についての室温寿命を
測定した。レーザー112は10mJ,10nsのパルスを生じ、これらをジスプロシウムド
ープファイバー110の入口端部にファイバーカップルさせた。放出の検出は、所 望の1.3μm放出バンドを選択し、0.164μm光線をブロックするために設置された
適当な1.3μm帯域通過フィルター(bandpass filter)122を有するInSb検出器120 により行った。検出器からの信号を信号平均算定(signal average)のためのコン
ピューター126に導入した。このコンピューターによりフィルターの走査を制御 し、データーの捕捉を行った。
【００５３】 減衰器114の機能はレーザー112の出力を10mJに減少させることにあり、レンズ
116の機能は光線の焦点をファイバー118に合せることにある。
【００５４】 ファイバー118は50μmのコアと200μmのクラッドO.D.を有しておりかつレーザ
ー112から、これに突合わせ接合されたドープ増幅器ファイバー110に伸 長して いる。ファイバー110は１メートルの長さの、コアだけの繊維であり、250μmの 外径を有しておりそして6.05μmにおいて2.6dB/mの損失率、約1.3μmにおいて８
dB/mの損失率を有する。
【００５５】 6H9/2,6F11/2から6H15/2への1.3μm放出についての上方水準を表す6H9/2,6F11 /2 エネルギー水準についての測定寿命は300μsより大きく、測定放出断面は約2.
8 x 10-20cm2であった。これは、積σｅτについて840 x 10-36cm2sを越える値 を与え、これは利得に比例する。プラセオジムドープ硫化物ガラスについて観察
される値の殆ど２倍であり、プラセオジムドープ弗化物ガラスについての値の約
20倍以上である。
【００５６】 1.28のジスプロシウムにおける6H9/2のポンピングは、硫化物ガラス中のプラ セオジムの1G4より約10倍大きい吸収断面に相当した。硫化物ガラス中のプラセ オジムと比較した場合の他の利点としては、1.6倍大きい放出断面と、約1.5倍大
きい帯域幅である。これらの利点は、全て、ジスプロシウムドープ、低フォノン
エネルギーガラスは１dB/mより著しく大きい損失率を有しており、しかも、約20
dBの利得を与えることを示している。
【００５７】 実施例４ 本実施例は約350cm-1以下のフォノンエネルギーを有するガラスから製造され た、ジスプロシウムをドープしたガラス繊維の蛍光を例示する。
【００５８】 Ge16.5As18.8Ga0.2Se64.5の組成、即ち、前記表Ａにおける組成＃４を有する かつ750ppmのジスプロシウム(Gy+3）を含有する、約350cm-1以下のフォノンエネ
ルギーを有するガラスから製造したカルコゲナイドファイバーを使用して、1.3 μmでの蛍光を測定した。長さ１メートル、外径300μmの繊維の最小損失率は約 μmで６1.2dB/mであり、約1.3μmでの損失率は約2.5dB/mであった。
【００５９】 実験装置は図５に示されているが、但し、実施例３に記載されるフィルター12
2の代わりに、チョッパーとモノクロメーターが設けられている。ファイバー110
を1.064μmでのCW Nd:YAG レーザーからのチョップ(chopped)照射線で励起させ た。繊維からの放出をフィルター122入口スリット中にカップルさせた。モノク ロメーターの出口端部での蛍光をInSb検出器120で検出した。検出器からの信号 をチョップ信号の信号平均算定のためのコンピューター126に導入した。このコ ンピューターによりモノクロメーターの走査を制御し、データーの捕捉を行った
。室温蛍光スペクトルは、ジスプロシウムドープカルコゲナイド繊維における1.
3μmに相当する、6H9/2,6F11/2→6H15/2遷移についての２つの励起波長で観察し
た。ジスプロシウムドープ、低フォノンエネルギーガラス繊維からの、測定スペ
クトルの例は図６に示されている。1.1μmでのポンピングによって観察される蛍
光も顕著であるが、これは、1.064μm励起波長はジスプロシウムにおける1.1μm
吸収バンドの短波長端部にあるからである。
【００６０】 本発明の、現在、好ましい態様とその変更を示したが、当業者には種々の他の
変更が本発明の精神の範囲で可能であることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ジスプロシウムをドープした、低フォノンエネルギーガラス繊維導波管が組込
まれている電気通信システムの略図である。
【図２】 ジスプロシウムのより低いエネルギーレベルについての、ジスプロシウムにつ
いてのエネルギーレベルの略図である。
【図３】 ジスプロシウムをドープした、低フォノンエネルギーガラス導波管が組込まれ
ているレーザーの略図である。
【図４】 本発明の光学繊維を製造するのに使用される装置の略図である。
【図５】 実施例４で使用される実験設備である。
【図６】 約350cm-1以下のフォノンエネルギーを有するかつジスプロシウムをドープし たガラスから製造された、１メートルの長さの繊維についての、蛍光と波長との
プロットである。
【手続補正書】特許協力条約第１９条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年２月２９日（２０００．２．２９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コール，ブライアン アメリカ合衆国 バージニア 22304．ア レキサンドリア，ナンバー 403，ノース イムボーデン ストリート 527 (72)発明者 ハービソン，バリー ビイ. アメリカ合衆国 メリーランド 20754. ダンカーク，マッキントッシュ ドライブ 9914 (72)発明者 アガーウオル，アイシヤワー デイ. アメリカ合衆国 バージニア 22039．フ アイヤーフアツクス ステイシヨン，サウ ス ヴアリー ドライブ 7817 Ｆターム(参考） 5F072 AB07 AK06 KK30 PP07 RR01 SS01 YY17 【要約の続き】 せ、結合させた光学信号を増幅器に導入し、ジスプロシ ウム中の電子を励起させることにより上記光学信号を増 幅させて、該光学信号から約1.3μmで放出させる工程か らなる。

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 カップリング装置；該カップリング装置と連結している、第１
    シリカベース繊維；前記カップリング装置と連結しているポンプ光線源、前記カ
    ップリング装置と連結している増幅器ガラス導波管；及び前記カップリング装置
    と連結している第２シリカベース繊維からなり、上記増幅器ガラス導波管は、ジ
    スプロシウムを含有する、約350cm-1以下のフォノンエネルギーを有するガラス
    から製造されている、約1.3μmでの光学通信システム。
  2. 【請求項２】 前記カップリング装置は、第１、第２及び第３のポートを有し
    ており、第１及び第２のポートは、第１の繊維とポンプ光線源から発生する信号
    をカップリングする前に配置されており；前記導波管は繊維であり；前記第１の
    繊維は前記第１のポートに連結されており；前記ポンプ光線源は前記第２のポー
    トに連結されており；前記増幅器繊維の一方の端部は前記第３のポートに連結さ
    れており；前記増幅器繊維の他方の端部は前記第２の繊維に連結されており；前
    記増幅器繊維はシングルモードであり、１〜10mの長さと20〜500μmの直径と約
    ５dB/m以下の損失率を有しており；増幅器繊維を製造するガラスは、モル％で表
    して、下記の組成： Ｘ 0.1-30 ヒ素 0-40 ガリウム 0.01-20 Ｙ 40-85 （上記において、Ｘはゲルマニウム及びゲルマニウムと50％までの硫黄との混合
    物から選ばれ、Ｙはセレン、インジウム及びこれらの混合物から選ばれる）を有
    しており；そして、上記ガラスは、前記成分の重量に基づいて、0.001〜２重量
    ％のジスプロシウムも含有している、請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】 増幅器繊維が、テルビウム、ユーロピウム及びこれらの混合物
    からなる群から選ばれた第１の添加剤を10重量％まで、ネオジム、エルビウム、
    イッテルビウム及びこれらの混合物からなる群から選ばれた第２の添加剤を２重
    量％まで、タリウム、セシウム、アンチモン、錫、鉛、カドミウム、銅、銀、イ
    ットリウム、スカンジウム、ルテチウム、ケイ素、アルミニウム、リン、タンタ
    ル、ガドリニウム、これらのハロゲン化物及びこれらの混合物からなる群から選
    ばれた第３の添加剤を２モル％まで含有している、請求項２に記載のシステム。
  4. 【請求項４】 Ｘの量は１〜25であり、ヒ素の量は１〜30であり、ガリウムの
    量は0.1〜10であり、Ｙの量は50〜75であり、ジスプロシウムの量は0.01〜1.5
    である、請求項３に記載のシステム。
  5. 【請求項５】 Ｘの量は５〜20であり、ヒ素の量は５〜20であり、ガリウムの
    量は0.2〜５であり、Ｙの量は55〜75であり、ジスプロシウムの量は0.05〜１で
    ある、請求項３に記載のシステム。
  6. 【請求項６】 ジスプロシウムをドープされた、約350cm-1以下のフォノンエ
    ネルギーを有するガラスから製造されたガラス導波管と、光学ポンプ力を該導波
    管に提供して、ジスプロシウムイオンを少なくとも6H9/2,6F11/2レベルまで上昇
    させ、その結果、6H15/2レベルまで減衰させたとき、約1.3μmの放出を行わせる
    ポンプ光線とからなる増幅器。
  7. 【請求項７】 前記増幅器は繊維の形であり、この繊維はシングルモードであ
    り、１〜10mの長さと20〜500μmの直径と約５dB/m以下の損失率を有しており； 増幅器繊維を製造するガラスは、モル％で表して、下記の組成： Ｘ 0.1-30 ヒ素 0-40 ガリウム 0.01-20 Ｙ 40-85 （上記において、Ｘはゲルマニウム及びゲルマニウムと50％までの硫黄との混合
    物から選ばれ、Ｙはセレン、インジウム及びこれらの混合物から選ばれる）を有
    しており；そして、上記ガラスは、前記成分の重量に基づいて、0.001〜２重量
    ％のジスプロシウムも含有している、請求項６に記載の増幅器。
  8. 【請求項８】 テルビウム、ユーロピウム及びこれらの混合物からなる群から
    選ばれた第１の添加剤を10重量％まで、ネオジム、エルビウム、イッテルビウム
    及びこれらの混合物からなる群から選ばれた第２の添加剤を２重量％まで、タリ
    ウム、セシウム、アンチモン、錫、鉛、カドミウム、銅、銀、イットリウム、ス
    カンジウム、ルテチウム、ケイ素、アルミニウム、リン、タンタル、ガドリニウ
    ム、これらのハロゲン化物及びこれらの混合物からなる群から選ばれた第３の添
    加剤を２モル％まで含有している、請求項７に記載の増幅器。
  9. 【請求項９】 Ｘの量は１〜25であり、ヒ素の量は１〜30であり、ガリウムの
    量は0.1〜10であり、Ｙの量は50〜75であり、ジスプロシウムの量は0.01〜1.5
    である、請求項８に記載の増幅器。
  10. 【請求項１０】 Ｘの量は５〜20であり、ヒ素の量は５〜20であり、ガリウム
    の量は0.2〜５であり、Ｙの量は55〜75であり、稀土類の量は0.05〜１である、
    請求項８に記載の増幅器。
  11. 【請求項１１】 反射装置によって形成されたかつ6H9/2,6F11/2→6H15/2遷移
    の波長で共振させるために構成された空洞共振器；ジスプロシウムをドープされ
    た、約350cm-1以下のフォノンエネルギーを有するガラスから製造された空洞共
    振器内の光学増幅器；及び上記増幅器に光学ポンプ力を提供して、ジスプロシウ
    ムイオンを少なくとも6H9/2,6F11/2レベルまで上昇させ、その結果、約1.3μm
    でのレーザー作用を得るたためのポンプ装置からなるレーザ−。
  12. 【請求項１２】 前記増幅器は、１〜25モル％のＸ、１〜30モル％のヒ素、１
    〜10モル％のガリウム、50〜75％のＹ及び0.01〜1.5重量％のジスプロシウム（ 上記において、Ｘはゲルマニウム及びゲルマニウムと50％までの硫黄との混合物
    から選ばれ、Ｙはセレン、インジウム及びこれらの混合物から選ばれる）からな
    るガラスから製造された繊維である、請求項１１に記載のレーザー。
  13. 【請求項１３】 前記増幅器繊維は、テルビウム、ユーロピウム及びこれらの
    混合物からなる群から選ばれた第１の添加剤を10重量％まで、ネオジム、エルビ
    ウム、イッテルビウム及びこれらの混合物からなる群から選ばれた第２の添加剤
    を２重量％まで、タリウム、セシウム、アンチモン、錫、鉛、カドミウム、銅、
    銀、イットリウム、スカンジウム、ルテチウム、ケイ素、アルミニウム、リン、
    タンタル、ガドリニウム、これらのハロゲン化物及びこれらの混合物からなる群
    から選ばれた第３の添加剤を２モル％まで含有している、請求項１２に記載のレ
    ーザー。
  14. 【請求項１４】 前記反射装置は90％以上の反射率を有する、一対の誘電ミラ
    ーからなる、請求項１３に記載のレーザー。
  15. 【請求項１５】 前記ポンプ装置は約1.3μm又はそれ以下で作動するレーザー
    である、請求項１４に記載のレーザー。
  16. 【請求項１６】 増幅すべき光学信号をカップリング装置に導入し；光学信号
    より高いエネルギーのポンプ光線をカップリング装置に導入し；光学信号と、ポ
    ンプ光線とをカップリング装置内で結合させ；結合させた光学信号とポンプ光線
    を、約350cm-1以下のフォノンエネルギーを有するかつジスプロシウムをドープ されたガラスから製造された増幅器導波管に導入し、ここで光学信号を増幅する
    ことからなる、光学信号の増幅方法。
  17. 【請求項１７】 導波管は長さが１〜10mのシングルモード繊維であり、20〜
    500μmの直径と約５dB/m以下の損失率を有しており；増幅器繊維を製造するガラ
    スは、モル％で表して、下記の組成： Ｘ 0.1-30 ヒ素 0-40 ガリウム 0.01-20 Ｙ 40-85 （上記において、Ｘはゲルマニウム及びゲルマニウムと50％までの硫黄との混合
    物から選ばれ、Ｙはセレン、インジウム及びこれらの混合物から選ばれる）を有
    しており；そして、上記ガラスは、前記成分の重量に基づいて、0.001〜２重量
    ％のジスプロシウムも含有している、請求項１６に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記増幅維はテルビウム、ユーロピウム及びこれらの混合物
    からなる群から選ばれた第１の添加剤を10重量％まで、ネオジム、エルビウム、
    イッテルビウム及びこれらの混合物からなる群から選ばれた第２の添加剤を２重
    量％まで含有している、請求項１７に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 Ｘの量は１〜25であり、ヒ素の量は１〜30であり、ガリウム
    の量は0.1〜10であり、Ｙの量は50〜75であり、ジスプロシウムの量は0.01〜1.5
    である、請求項１８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 Ｘの量は５〜20であり、ヒ素の量は５〜20であり、ガリウム
    の量は0.2〜５であり、Ｙの量は55〜75であり、ジスプロシウムの量は0.05〜１
    である、請求項１８に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記ガラスは約350cm-1のフォノンエネルギーと、約５dB/m 以下の損失率を有する、請求項１９に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 増幅されるべき光学信号のエネルギーとほぼ等しいか又はこ
    れよい大きい大きいエネルギーのポンプ光線をポンプする工程を含む、請求項１
    ８に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 増幅されるべき光学信号は約1.3μmの波長にあり、増幅器繊
    維の長さは２〜５メートルである、請求項１８に記載の方法。
JP2000508021A 1997-08-29 1998-08-25 ジスプロシウムをドープした低フォノンエネルギーガラス導波管による増幅 Pending JP2001514443A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/920,877 1997-08-29
US08/920,877 US5973824A (en) 1997-08-29 1997-08-29 Amplification by means of dysprosium doped low phonon energy glass waveguides
PCT/US1998/017520 WO1999010759A2 (en) 1997-08-29 1998-08-25 Dysprosium doped low phonon energy fiber amplifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001514443A true JP2001514443A (ja) 2001-09-11

Family

ID=25444554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000508021A Pending JP2001514443A (ja) 1997-08-29 1998-08-25 ジスプロシウムをドープした低フォノンエネルギーガラス導波管による増幅

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5973824A (ja)
EP (1) EP1007991A2 (ja)
JP (1) JP2001514443A (ja)
KR (1) KR20010023537A (ja)
CA (1) CA2300855A1 (ja)
WO (1) WO1999010759A2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002057396A (ja) * 2000-07-31 2002-02-22 Korea Electronics Telecommun 光増幅器および光利得媒質
JP2021136439A (ja) * 2020-02-21 2021-09-13 トヨタ自動車株式会社 増幅ファイバ及びレーザ光出射装置

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6128429A (en) * 1997-08-29 2000-10-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Low phonon energy glass and fiber doped with a rare earth
KR100485749B1 (ko) * 1997-11-04 2005-09-30 삼성전자주식회사 광증폭특성을가지는Ge­Ga­S계유리조성물및상기유리조성물을이용하는통신용광증폭장치
KR100283954B1 (ko) * 1998-10-13 2001-03-02 윤종용 광증폭기용 광섬유
KR100322129B1 (ko) * 1999-01-20 2002-02-04 윤종용 광증폭기용 광섬유
US6542690B1 (en) * 2000-05-08 2003-04-01 Corning Incorporated Chalcogenide doping of oxide glasses
EP1126567A1 (en) * 2000-01-31 2001-08-22 Alcatel An optical fibre amplifier
US6654395B1 (en) * 2000-09-05 2003-11-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force 589 nm laser
US6836607B2 (en) * 2001-03-14 2004-12-28 Corning Incorporated Cladding-pumped 3-level fiber laser/amplifier
US6928227B2 (en) 2001-07-12 2005-08-09 L. Brandon Shaw Amplification with chalcogenide glass fiber
US6782013B2 (en) * 2001-07-25 2004-08-24 Jds Uniphase Corporation Waveguide wavelength locker
US6819846B2 (en) * 2001-08-02 2004-11-16 Corning Incorporated High absorption erbium doped amplifying optical fiber
US20030202770A1 (en) * 2002-01-03 2003-10-30 Garito Anthony F. Optical waveguide amplifiers
JP2008060445A (ja) * 2006-09-01 2008-03-13 Nec Corp 発光素子

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5379149A (en) * 1993-08-06 1995-01-03 Kutger, The State University Of New Jersey Glass compositions having low energy phonon spectra and light sources fabricated therefrom

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002057396A (ja) * 2000-07-31 2002-02-22 Korea Electronics Telecommun 光増幅器および光利得媒質
JP2021136439A (ja) * 2020-02-21 2021-09-13 トヨタ自動車株式会社 増幅ファイバ及びレーザ光出射装置
JP7414744B2 (ja) 2020-02-21 2024-01-16 トヨタ自動車株式会社 増幅ファイバ及びレーザ光出射装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999010759A2 (en) 1999-03-04
US5973824A (en) 1999-10-26
WO1999010759A3 (en) 1999-06-10
WO1999010759B1 (en) 1999-07-29
EP1007991A2 (en) 2000-06-14
CA2300855A1 (en) 1999-03-04
KR20010023537A (ko) 2001-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jackson et al. Fiber-based sources of coherent MIR radiation: key advances and future prospects
US5251062A (en) Tellurite glass and fiber amplifier
Zhu et al. High‐power ZBLAN glass fiber lasers: Review and prospect
Adam Lanthanides in non-oxide glasses
EP0858976B1 (en) Tellurite glass, optical amplifier, and light source
US5379149A (en) Glass compositions having low energy phonon spectra and light sources fabricated therefrom
Shen et al. Compositional effects and spectroscopy of rare earths (Er 3+, Tm 3+, and Nd 3+) in tellurite glasses
US5973824A (en) Amplification by means of dysprosium doped low phonon energy glass waveguides
US5378664A (en) Optical fiber amplifier and a glass therefor
CN110927866B (zh) 高增益的稀土掺杂锗酸盐玻璃芯复合玻璃光纤及器件
US8805133B1 (en) Low-loss UV to mid IR optical tellurium oxide glass and fiber for linear, non-linear and active devices
CA2060427C (en) Optical functioning glass and apparatus using the same
KR20010033625A (ko) 희토류 가용성 텔루륨 화합물 유리
US6128429A (en) Low phonon energy glass and fiber doped with a rare earth
US6226308B1 (en) Optical waveguide, waveguide amplifier and laser
EP0482630B1 (en) Optical functioning glass, optical fiber waveguide device, and optically active device
US5754570A (en) Co-doped optical material emitting visible/IR light
Milanese et al. Nonsilica oxide glass fiber laser sources: part I
WO2004028992A1 (en) Tellurite glass, optical fibre, optical amplifier and light source
KR100383608B1 (ko) 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리 및 그제조 방법
Heo et al. Optical characteristics of chalcogenide and heavy metal oxide glasses doped with rare earths
Seo et al. Bismuth-doped silica fiber amplifier
Heo et al. Optoelectronics: Active Chalcogenide Glasses
Ohishi et al. Optical properties of erbium and thulium co-doped in tellurite glasses for the S+ C band optical amplification
JPH04358131A (ja) 光機能性ガラス