JP2001516958A - 高く平らな利得を有する１．５５μｍの光増幅器のためのガラス - Google Patents

高く平らな利得を有する１．５５μｍの光増幅器のためのガラス

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、光信号増幅器に使用するエルビウムドープトフルオロリン酸塩ガラスの一族に関する。ガラスの組成は、100重量部に基づいて、15-40のＰ２Ｏ５、0-5のＡｌ２Ｏ３、0-9のＭｇＯ、0-9のＣａＯ、0-9のＳｒＯ、0-45のＢａＯ、5-25のＡｌＦ３、0-10のＭｇＦ２、0-25のＣａＦ２、0-25のＳｒＦ２、0-20のＢａＦ２、0-2のＫＨＦ２、および0-2のＫ２ＴｉＦ６、並びに10重量部までの酸化エルビウムにより構成される。本発明によるガラスは、図のガラスと比較して、1550ｎｍの帯域幅で、高い利得および非常に平らなスペクトルを示す。これらのガラス組成物は、ＷＤＭにおけるファイバまたはプレーナ型光増幅および同様の用途に使用するのに特によく適している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の技術分野 本発明は、概して、光信号増幅器の分野に関し、より詳しくは、1.55μｍ辺り
の波長で作動する光信号増幅器に使用するためのフルオロリン酸塩ガラス組成物
に関するものである。
【０００２】 発 明 の 背 景 光信号増幅器は、光通信ネットワーク、特に長距離に亘り光ファイバを用いた
ネットワークにおいて直ちに用途が見つかった。最近のシリカベースの光ファイ
バは一般的に、1.55μｍの窓で比較的低い損失を示すけれども、それら光ファイ
バにはある程度損失があり、その損失は距離と共に蓄積する。この減衰を減少さ
せるために、光電素子を用いて信号のパワーを増幅してきた。これらの素子では
、光信号が電気信号に変換されることが必要である。次いで、電気信号は、通常
知られている増幅技術を用いて増幅され、再伝送のために光信号に再変換される
。
【０００３】 光信号増幅器は、光信号の光電変換を必要とせずにその信号を増幅する。光増
幅器においては、弱くなった光信号が、稀土類元素からイオンがドープされてい
る増幅媒質の部分を通して方向付けられる。外部光源、典型的には半導体レーザ
からの光が増幅媒質中に送られて、前記稀土類原子をより高いエネルギーレベル
まで励起する。前記信号波長で増幅媒質に進入する光は、励起された稀土類イオ
ンをさらに刺激して、信号パルスと同位相の前記信号波長で光として過剰の光子
エネルギーを放出し、それによって、前記光信号を増幅する。ある種類の光増幅
器では、ある長さのエルビウムドープト光ファイバを用いる。エルビウムドープ
ト光増幅器（ＥＤＦＡ）は通常、約100-150ｐｐｍのエルビウムイオンがドープ されている。典型的なＥＤＦＡファイバの長さは、特定の用途に必要な最終利得
必要条件に応じて約10-30メートルである。ある用途において、10-30メートルの
長さのファイバを使用することは実際的ではない。プレーナ型の光増幅器が、よ
り限定された空間に使用するために開発された。プレーナ型増幅素子の有用な長
さは、一般的に10センチメートル以下である。10-30メートルの長さのＥＤＦＡ と同等の増幅レベルを達成するために、プレーナ型増幅器には、約4から7重量パ
ーセントまでのより高濃度でエルビウムイオンを有する増幅媒質が必要である。
【０００４】 しかしながら、既知の種類の光増幅媒質において、高エルビウムイオン濃度レ
ベルでは、イオンのクラスター形成および協同した同種アップコンバージョン（
濃度消失効果(concentration quenching)）を含むいくつかの利得損失機構が生 じてしまう。エルビウムイオンは、シリカ母材中に良好には溶解しないので、ク
ラスターを形成し、クラスターの形成された領域においてエネルギー伝達が生じ
る。さらに、より高いエルビウム濃度では、イオン対イオンの相互作用がより重
要になる。発生したエネルギーのアップコンバージョンが、反転分布を消失させ
る。エルビウムイオンエネルギーは、クラスター形成および消失効果のプロセス
に用いられ、したがって、必要とされる増幅光子プロセスには利用できない。そ
の結果、増幅媒質の量子効率が、エルビウムイオン濃度がより高くなるにつれ急
激に減少し、これに伴って増幅器の利得も減少する。
【０００５】 さらに、既知のシリカベースのエルビウムドープト増幅器は利得の明確なスペ
クトル不均一を示す。幅広い帯域に亘り平らな利得スペクトルが欠如することに
より、いくつかの問題が生じる。例えば、非常に短い光パルスは、比較的広いパ
ワースペクトルを有し、利得スペクトルが平らではない場合に精密には増幅され
ない。さらに、波長分割多重方式（ＷＤＭ）のようなより広い帯域用途において
、ファイバは、各々が異なる光搬送波周波数を用いるいくつかの光トランスミッ
タからデータ変調された光信号を受信する。光増幅器からの利得スペクトルが動
作波長に亘り平らではない場合、利得ピークでの搬送波周波数は飽和するかもし
れないが、端部と谷部での搬送波周波数は十分には増幅されないであろう。利得
の平滑化に取り組む過去の試みは、主に、利得スペクトルの高利得特性の能動ま
たは受動フィルタリングに依存するものであった。しかしながら、これには、特
定の増幅器とフィルタとの密接な適合が必要であり、利得スペクトルの一時的変
動の責任を負わなければならない。
【０００６】 発 明 の 概 要 本発明は、光信号増幅器の製造に特定の用途が見出されたガラスの一族に関す
るものである。これらのガラスは、弱い濃度消失挙動を示す一方で、高濃度（10
重量％まで）の酸化エルビウムがドープされている。これらのガラスは、既知の
ケイ酸塩およびフルオロジルコン酸塩媒質よりも高い蛍光効率および均一な利得
特性を提供する。これらのガラスは、1.55μｍの光波長窓における光増幅に特に
有用であり、波長分割多重方式（ＷＤＭ）システムに使用するのに特に良好に適
している高く平らな利得特性を提供する。
【０００７】 本発明の態様の１つは、高稀土類イオン濃度レベルに特によく適したガラス、
特にフルオロリン酸塩ガラスの一族に関するものである。本発明の目的は、1.55
μｍ辺りの光波長窓において平らで高い利得を提供するために、光増幅器に使用
するエルビウムイオンがドープされたフルオロリン酸塩ガラス媒質を提供するこ
とにある。本発明のフルオロリン酸塩ガラスは、高濃度（すなわち、10重量％近
い）のエルビウムイオンを含み、ＺＢＬＡＮ［フッ素化ガラス（すなわち、フッ
化物ＺｒＦ４、ＢａＦ２、ＬａＦ３、ＡｌＦ３、およびＮａＦを含有する光ファ
イバ用フッ素化ガラス）］に似ており、典型的なケイ酸塩およびむリン酸塩ガラ
ス組成物よりも著しく改良された、よりスペクトルが均一な利得を提供する。
【０００８】 本発明は、 Ｐ２Ｏ５ 15-40 ＭｇＦ２ 0-10 Ａｌ２Ｏ３ 0-5 ＣａＦ２ 0-25 ＭｇＯ 0-9 ＳｒＦ２ 0-25 ＣａＯ 0-9 ＢａＦ２ 0-20 ＳｒＯ 0-9 ＫＨＦ２ 0-2 ＢａＯ 0-45 Ｋ２ＴｉＦ６ 0-2 ＡｌＦ３ 5-25 から構成される100重量部に関して、10重量部まで、好ましくは0.01重量部から1
0重量部までの酸化エルビウムがドープされた、実質的にシリカを含まないフル オロリン酸塩ガラス媒質を含む光増幅用ガラスの一族に関するものである。
【０００９】 好ましくは、本発明によるフルオロリン酸塩ガラスは、重量部で表して、 Ｐ２Ｏ５ 16.9-24.0 ＭｇＦ２ 0-7.5 Ａｌ２Ｏ３ 1.6-3.2 ＣａＦ２ 0-18.7 ＭｇＯ 0-5.0 ＳｒＦ２ 0-19.7 ＣａＯ 0-5.1 ＢａＦ２ 1.5-11.3 ＳｒＯ 0-8.5 ＫＨＦ２ 0-1.3 ＢａＯ 2.7-43.2 Ｋ２ＴｉＦ６ 0-0.6 ＡｌＦ３ 9.5-19.3 を含む組成を有する。
【００１０】 本発明によるフルオロリン酸塩ガラスは、980ｎｍ辺りでポンプ効率を増加さ せるために、増感剤として15重量部までのＹｂ２Ｏ３が一緒にドープされていて
もよい。本発明によるフルオロリン酸塩ガラスは、好ましくは、約1.48から約1.
58までの間の屈折率を有する。
【００１１】 別の態様によれば、本発明は、100重量部の他成分に加えて、約0.01重量部か ら約10重量部までのＥｒ２Ｏ３をさらに含む、実質的にシリカを含まないフルオ
ロリン酸塩ガラス組成物を含む光増幅用媒質を有する、約1.55μｍの波長帯用の
エルビウムドープト光増幅器に関するものである。本発明による光増幅器は、プ
レーナ型光増幅器または単一モードファイバ型光増幅器のいずれであってもよい
。
【００１２】 本発明による光増幅器は、 Ｐ２Ｏ５ 15-40 ＭｇＦ２ 0-10 Ａｌ２Ｏ３ 0-5 ＣａＦ２ 0-25 ＭｇＯ 0-9 ＳｒＦ２ 0-25 ＣａＯ 0-9 ＢａＦ２ 0-20 ＳｒＯ 0-9 ＫＨＦ２ 0-2 ＢａＯ 0-45 Ｋ２ＴｉＦ６ 0-2 ＡｌＦ３ 5-25 により構成された100重量部に関して、10重量部まで、好ましくは、0.01重量部 から10重量部までの酸化エルビウムを含むフルオロリン酸塩ガラスを含む。本発
明による光増幅器に用いられるフルオロリン酸塩ガラスは、980ｎｍ辺りでポン プ効率を増加させるために、増感剤として15重量部までのＹｂ２Ｏ３がドープさ
れていてもよく、好ましくは、約1.48から約1.58までの間の屈折率を有する。本
発明による光増幅器は、波長分割多重方式（ＷＤＭ）システムにおいて特に有用
である。
【００１３】 本発明の他の特性および利点は、以下の詳細な説明および例示のために与えら
れる添付図面から分かる。
【００１４】 発明の詳細な説明 本発明は、特に、照明、光学および電子用途に役立つガラスの一族に関するも
のである。これらのガラスは特有の特徴を有し、そのために該ガラスが光信号増
幅器の製造に特に有用になる。
【００１５】 これらのガラスの特徴の１つは、ＳｉＯ２が実質的に含まれないことである。
エルビウムイオンはシリカ母材中に良好には溶解せず、したがって、イオンのク
ラスター形成を促進し、利得効率を低下させてしまうので、シリカ母材を除去す
ることにより、イオンのクラスター形成を防ぎ、過剰なイオン光子エネルギーを
増幅のために保存することができる。本発明によるガラスは、比較的高濃度のＰ ２ Ｏ５を含有する。本発明は、他成分の100重量部に関して、10重量部までの酸 化エルビウムがドープされた、実質的にシリカを含まないフルオロリン酸塩ガラ
ス媒質を含む光増幅用ガラスの一族に関するものである。表１は、本発明による
フルオロリン酸塩ガラスの基礎組成範囲を示している。
【００１６】
【表１】 本発明によるエルビウムドープトガラスの一族は、980ｎｍ辺りでポンプ効率 を増大させる増感剤として使用すべきＹｂ２Ｏ３を約0.01重量部から約15重量部
まで含んでいてもよい。表２は、より狭い範囲の、本発明のより好ましい酸化物
組成を定義している。光信号増幅器、およびその製造にとって最適な特性は、こ
れらのより狭い範囲内で得られる。
【００１７】
【表２】 本発明によるガラスの別な特性は、比較的高濃度の酸化エルビウム（Ｅｒ２Ｏ ３ ）がドープされる能力である。シリカベースのガラスが存在しないので、高濃
度のＥｒ２Ｏ３ドーピングにより、イオンクラスター形成およびアップコンバー
ジョン消失効果が減少し、レーザポンピングによる光信号増幅にとって重要な優
れた蛍光効果が得られる。この特性により、1550ｎｍの波長に関する光増幅器に
使用するための優れた増幅媒質が得られる。別の態様によれば、本発明は、フル
オロリン酸塩ガラス組成物を含む光増幅用媒質を含むエルビウムドープト光増幅
器に関する。好ましくは、このフルオロリン酸塩ガラス組成物は、
【表３】 により構成された100重量部に関して、約0.01重量部から約10重量部までのＥｒ ２ Ｏ３がドープされている。
【００１８】 本発明の別の実施の形態によれば、エルビウムドープト光増幅器媒質は、酸化
エルビウム以外の成分に関して、以下の表４に示すように構成された100重量部 を含む。
【００１９】
【表４】 本発明によるエルビウムドープト光増幅器は、980ｎｍ辺りのポンプ効率を増 大させる増感剤として使用すべきＹｂ２Ｏ３を約0.01重量部から約15重量部まで
含んでいてもよい。本発明による光増幅器は、前記媒質にエルビウムイオンをド
ープできる限りは、どのような数の形態をとっていてもよい。その光増幅器は、
単一モードファイバ型光増幅器であっても差し支えない。あるいは、その光増幅
器はプレーナ型光増幅器であってもよい。典型的な二成分のシリカベースガラス
についての濃度消失効果が図１に示されている。５Ｅ１９イオン／ｃｃ未満（0.
5重量部未満と同等の値）の低濃度レベルのＥｒ２Ｏ３では、蛍光寿命が一定で ある。この濃度レベルより上では、蛍光寿命は、濃度が増加するにつれ急激に減
少する。ガラスを区別するために、二つの特徴的な濃度を定義することができる
。濃度Ｃqbは、濃度消失効果の開始に対応する。濃度Ｃｑは、蛍光寿命が半分に
なる濃度レベルに対応する。図１に示したように、濃度消失効果は、Ｃqb＝７Ｅ
１９イオン／ｃｃ（または約0.9重量部）のときに典型的な二成分ケイ酸塩ガラ スにおいて始まる。この点で、蛍光寿命は約13ｍｓである。Ｃｑ＝３Ｅ２０イオ
ン／ｃｃ（または約３重量部）のときに、蛍光寿命は約7.5ｍｓである。
【００２０】 図２は、典型的なシリカベースのガラスの蛍光効率への濃度消失効果を示すグ
ラフである。蛍光効率は、Ｅｒイオン毎の1.55μｍ蛍光対Ｅｒ濃度として定義さ
れる。関心のある、すなわち、３から５Ｅ２０のＥｒイオン／ｃｃ（約4-7重量 部）の間のイオン濃度レベルに関して、このシリカベースガラスの蛍光効率は、
0.5から２Ｅ−１９ｎＷ／イオンの間である。
【００２１】 図３は、本発明による三種類のフルオロリン酸塩ベースのガラスの蛍光寿命へ
の濃度消失効果を示すグラフである。図４は、本発明による三種類のフルオロリ
ン酸塩ベースのガラスの蛍光効率への濃度消失効果を示すグラフである。図３お
よび４に示したように、ＣqbおよびＣｑの両方は、シリカベースのガラスの対応
する値よりも一桁大きい。このことは、Ｅｒイオンの高濃度レベルでの濃度消失
挙動が、本発明によるフルオロリン酸塩ガラスにおいて比較的弱く、これらのガ
ラスが、短い高利得光信号増幅器の非常に良好な候補であることを示している。
本発明による三種類のフルオロリン酸塩ガラス、典型的なホウケイ酸塩ベースの
ガラスおよびＺＢＬＡＮの関連する、測定され計算された特性に関する組成の比
較が表５に示されている。表５の組成は、バッチ量として表されている。バッチ
の実際の成分は、互いに溶融されたときに、適切な比率で所望の酸化物およびフ
ッ化物に転化される、いずれの種類の原料の酸化物、フッ化物またはリン酸塩か
らなっていても差し支えない。原料の例として（徹底的ではないが）以下が挙げ
られる：Ｃａ（ＰＯ３）２、Ｂａ２Ｐ２Ｏ７、Ａｌ４（Ｐ２Ｏ７）３、Ａｌ（Ｐ
Ｏ３）３、ＮａＰＯ３、Ｋ２ＴｉＦ６、Ｘ２Ｏｙ、ＸＦｙ、ここで、Ｘはｙ価の
金属イオンである。
【００２２】 表５に与えられた値（本明細書中のどこか他のところで与えられた値）は、こ
の分野の通常の実施による、最終ガラスにおける異なる成分の理論量を示す。酸
化物の場合には、理論量は、天然量に非常に近い（すなわち、「バッチ収率」は
酸化物に関しては100％に非常に近い）。より不安定であるフッ化物の場合には 、実際の値は、理論値よりもわずかに低い（バッチ収率は約90-95％である）。
【００２３】
【表５】
【表６】 バッチ成分は、互いに混合されて均質にされ、白金坩堝内に配置され、約1000
℃でジュール加熱される。溶融が完了したら、温度を1050℃から1350℃までの間
に上昇させ、ガラスを均質にし、清澄させる。次いで、溶融物を冷却すると同時
に所望の形状に成形し、最後に、約400℃で運転しているアニーリング炉中に移 す。別の溶融過程は、バッチ成分からガラスを調製し、このガラスを所望の比率
のＥｒおよび／またはＹｂ原料と共に再溶融する各工程からなる。ある場合には
、この方法でガラス均質性を高めることができる。
【００２４】 表５から分かるように、量子効率τobs／τradは、所望のＥｒ濃度レベルでは
、本発明によるフルオロリン酸塩ガラスに関して70-100％の範囲にあるけれども
、同一の濃度レベルでのシリカベースのガラスに関する量子効率は20-35％の範 囲にある。
【００２５】 ＷＤＭシステムにおける帯域の全使用に対する制限の１つは、シリカベースの
ガラスＥＤＦＡに示される利得のスペクトル不均一性である。シリカベースのガ
ラスと比較した本発明による高濃度Ｅｒドープトフルオロリン酸塩組成物の別の
重要な性質は、そのフルオロリン酸塩ガラスが、1550ｎｍ帯域において約28-30 ｎｍの範囲に亘り非常に平らな利得スペクトルを示すことである。これは、Ｅｒ
ドープトＺＢＬＡＮガラスファイバに匹敵する。1528-1563ｎｍの間でこの利得 の平滑さを得るために、本発明によるガラス媒質は、好ましくは、少なくとも18
重量部のフッ素含有量を有する。利得スペクトル形状対波長の良好な説明は、以
下の式を用いて得ることができる： ｇ(ｃｍ-1)＝｛σem(λ)＊Ｎ２−σab(λ)＊Ｎ１｝ (1) ここで、σemはｃｍ２で表した放出断面であり； σabはｃｍ２で表した吸収断面であり； Ｎ２は上限（４Ｉ13/2）イオン分布（前記波長に亘る平均）であり； Ｎ１は基底状態（４Ｉ15/2）イオン分布（前記波長に亘る平均）であり
； Ｎｔは全Ｅｒイオン濃度（ｃｍ３当たりのイオン）である。
【００２６】 反転百分率がＤ＝(Ｎ２−Ｎ１)／Ｎｔとして定義される場合、等式(1)は以下 のように書き換えることができる： Ｇ(ｄＢ／ｃｍ)2.15＊Ｎｔ ＊｛σem(λ)＊(１＋Ｄ)−σab(λ)＊(１−Ｄ)｝(2) ここで、Ｄ＋−１：反転％； Ｄ＋＋１：100％の反転。
【００２７】 等式２を用いて、異なるガラス組成物の利得形状対波長を計算した。その結果
が図５−９に示されている。
【００２８】 図５は、光信号増幅器に用いられる典型的なホウケイ酸塩型ガラスの利得形状
を示している。ＷＤＭに用いられる1550ｎｍ帯域辺りの利得スペクトルは、特性
が不均一であることが明らかである。ＷＤＭに用いられる典型的な範囲である約
1535-1565ｎｍの間の増幅が不均一である。最大と最小利得の間の変動は、250％
に達することがある。
【００２９】 図６は、光信号増幅器に使用するＺＢＬＡＮガラスの利得形状を示している。
前記ホウケイ酸塩型ガラスとの比較において、ＺＢＬＡＮは、約30ｎｍ幅の波長
範囲に亘り平滑化された利得形状を示している。
【００３０】 図７は、本発明による第１のフルオロリン酸塩型ガラスの利得形状を示してい
る。実施例１として識別されるこのガラスは、他成分の100重量部に関して7重量
部を越えるＥｒ濃度を有しているが、それでもまだ、1530-1560ｎｍ帯域で28ｎ ｍスペクトルに亘り実質的に平らな利得形状を示している。
【００３１】 図８は、本発明による第２のフルオロリン酸塩ガラスの利得形状を示している
。実施例２として識別されるこのガラスは、他成分の100重量部に関して4重量部
を越えるＥｒ濃度を有しており、約26 ｎｍスペクトルに亘り平らな利得形状を 示している。
【００３２】 図９は、リン酸塩ベースのガラスの利得形状を示している。実施例３として識
別されるこのガラスは、他成分の100重量部に関して3重量部よりわずかに少ない
Ｅｒ濃度を有しており、２つの比較的平らな利得区域を示している。最初のもの
は約10ｎｍ幅であり、第２のものは約9ｎｍ幅である。
【００３３】 本発明の別の特徴は、比較的低いノイズレベルを維持しながら、980ｎｍで増 幅媒質を効率的にポンピングする能力である。光増幅には、ガラス媒質中のエル
ビウムイオンをより高いエネルギーレベルまで励起させ、次いで、そのイオンを
緩和させる必要がある。この過程により、エルビウムイオンが基底レベルまで緩
和するときに光子が放出される。この過程中に放出される光子は、同一波長で光
信号を増幅できるような波長にある。
【００３４】 エルビウムの最初の３エネルギーレベルを考慮すると、有用な放出は、レベル
２（準安定レベル）からレベル１（基底レベル）までの間に起こる。反転分布（
レベル２で50％以上の分布）、したがって、利得を有するために、利得媒質は、
外部光源によりポンピングされなければならない。一般的に、光信号増幅に関し
て、利得媒質は、980ｎｍまたは1480ｎｍのダイオードレーザによりポンピング される。980ｎｍのダイオードレーザが用いられる場合、電子が第３レベル（４ Ｉ11/12）まで移動し、次いで、第２レベルまで、次いで、1.55μｍの光子を放 出により基底レベルまで緩和する。1480ｎｍのダイオードが用いられる場合、電
子がレイジングレベル（２）まで直接移動し、次いで、1.55μｍの光子を放出す
ることにより基底レベルまで移動する。光増幅に関する最も効率的で信頼できる
ポンプは980ｎｍのポンプである。しかしながら、980ｎｍのポンピング過程によ
り電子が第３レベルまで移動するので、レベル（３）での寿命は非常に短い、好
ましくはμ秒のオーダーであるべきであり、そうでなければ、電子は、より上の
レベルまで励起され、それによって、ポンプ効率が減少するであろう。実際に、
980ｎｍのポンプでポンピングしたときに、レベル（３）での比較的長い寿命（ 約9ｍｓ）のために、ＺＢＬＡＮ様ガラス媒質にこのことが生じる。したがって 、ＺＢＬＡＮ様増幅媒質は、980ｎｍのレーザダイオードポンプにより、本発明 のフルオロリン酸塩ガラス媒質ほど効率的にポンプすることができない。
【００３５】 980ｎｍポンプを行う増幅媒質としての本発明によるＥｒドープトフルオロリ ン酸塩ガラスには、他のＥｒドープトフッ化物より優れた利点がある。ＺＢＬＡ
Ｎ様（100％のフッ化物であり、酸素を含まない）組成物は、前記４Ｉ11/12ポン
ピングレベルでの高蛍光寿命（9ｍｓ）のために、ポンピング効率を損なう。し たがって、ＺＢＬＡＮ様組成物は通常1480ｎｍでポンプされる。しかしながら、
この高い波長でのポンピングには欠点がある。例えば、イオン分布は、このレベ
ルでは完全には反転することができず、増幅器中のノイズが増大する。これとは
対照的に、本発明によるフルオロリン酸塩ガラス媒質は、前記４Ｉ11/12寿命の 時間が10-70μｓの範囲にあるので、980ｎｍで効率的にポンピングすることがで
きる。
【００３６】 図５−９は、本発明によるフルオロリン酸塩ガラスが、ＺＢＬＡＮと同様の、
ケイ酸塩およびリン酸塩と比較して著しく改良された、980ｎｍのポンプを用い たときの利得平滑化特性を示すことを示している。本発明によるガラス組成物は
、長さの短い光増幅器において高く平らな利得特性を提供し、したがって、ＷＤ
Ｍおよび他の同様の用途に有用なＺＢＬＡＮ様利得を有するプレーナ型増幅器お
よび／または長さの短い端モードファイバを製造するために用いることができる
。
【図面の簡単な説明】
【図１】 二成分ケイ酸塩ガラスの蛍光寿命および効率への濃度消失挙動を示すグラフ
【図２】 二成分ケイ酸塩ガラスの蛍光寿命および効率への濃度消失挙動を示すグラフ
【図３】 本発明によるフルオロリン酸塩ガラスの蛍光寿命および効率を示すグラフ
【図４】 本発明によるフルオロリン酸塩ガラスの蛍光寿命および効率を示すグラフ
【図５】 典型的なケイ酸塩ベースのガラスに関する利得形状対波長を示すグラフ
【図６】 典型的なＺＢＬＡＮガラスに関する利得形状対波長を示すグラフ
【図７】 本発明によるフルオロリン酸塩ガラスに関する利得形状対波長を示すグラフ
【図８】 本発明によるフルオロリン酸塩ガラスに関する利得形状対波長を示すグラフ
【図９】 本発明によるフルオロリン酸塩ガラスに関する利得形状対波長を示すグラフ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＬ，ＡＭ，Ａ Ｔ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ， ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ， ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，Ｓ Ｅ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4G062 AA04 BB09 BB17 DA01 DB01 DB02 DB03 DC01 DD04 DD05 DE01 DF01 EA01 EA10 EB01 EC01 EC02 EC03 ED01 ED02 ED03 EE01 EE02 EE03 EF01 EF02 EF03 EG01 EG02 EG03 EG04 EG05 FA01 FA10 FB01 FB02 FB03 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GB01 GC01 GD01 GE02 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK06 KK07 KK08 KK10 MM04 NN21 5F072 AB09 RR01 YY17

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高く平らな利得を有する1.55μｍの光増幅器に使用するため
    のフルオロリン酸塩ガラスであって、 Ｐ２Ｏ５ 15-40 ＭｇＦ２ 0-10 Ａｌ２Ｏ３ 0-5 ＣａＦ２ 0-25 ＭｇＯ 0-9 ＳｒＦ２ 0-25 ＣａＯ 0-9 ＢａＦ２ 0-20 ＳｒＯ 0-9 ＫＨＦ２ 0-2 ＢａＯ 0-45 Ｋ２ＴｉＦ６ 0-2 ＡｌＦ３ 5-25 から構成される100重量部に関して、0.01重量部から10重量部までのＥｒ２Ｏ３ を含むことを特徴とするフルオロリン酸塩ガラス。
  2. 【請求項２】 0.01重量部から15重量部までのＹｂ２Ｏ３を含むことを特徴
    とする請求項１記載のフルオロリン酸塩ガラス。
  3. 【請求項３】 重量部で表して、 Ｐ２Ｏ５ 16.9-24.0 ＭｇＦ２ 0-7.5 Ａｌ２Ｏ３ 1.6-3.2 ＣａＦ２ 0-18.7 ＭｇＯ 0-5.0 ＳｒＦ２ 0-19.7 ＣａＯ 0-5.1 ＢａＦ２ 1.5-11.3 ＳｒＯ 0-8.5 ＫＨＦ２ 0-1.3 ＢａＯ 2.7-43.2 Ｋ２ＴｉＦ６ 0-0.6 ＡｌＦ３ 9.5-19.3 を含む化学組成を有することを特徴とする請求項１または２記載のフルオロリン
    酸塩ガラス。
  4. 【請求項４】 フッ化物の含有量が7重量部から88重量部までの範囲にある ことを特徴とする請求項１から３いずれか記載のフルオロリン酸塩ガラス。
  5. 【請求項５】 フッ化物の含有量が18重量部以上であることを特徴とする請
    求項４記載のフルオロリン酸塩ガラス。
  6. 【請求項６】 光増幅のための媒質を含むエルビウムドープト光増幅器であ
    って、該媒質が、 Ｐ２Ｏ５ 15-40 ＭｇＦ２ 0-10 Ａｌ２Ｏ３ 0-5 ＣａＦ２ 0-25 ＭｇＯ 0-9 ＳｒＦ２ 0-25 ＣａＯ 0-9 ＢａＦ２ 0-20 ＳｒＯ 0-9 ＫＨＦ２ 0-2 ＢａＯ 0-45 Ｋ２ＴｉＦ６ 0-2 ＡｌＦ３ 5-25 から構成される100重量部に関して、0.01重量部から10重量部までのＥｒ２Ｏ３ を含むフルオロリン酸塩ガラス組成物を含むことを特徴とするエルビウムドープ
    ト光増幅器。
  7. 【請求項７】 前記媒質が、重量部で表して、 Ｐ２Ｏ５ 16.9-24.0 ＭｇＦ２ 0-7.5 Ａｌ２Ｏ３ 1.6-3.2 ＣａＦ２ 0-18.7 ＭｇＯ 0-5.0 ＳｒＦ２ 0-19.7 ＣａＯ 0-5.1 ＢａＦ２ 1.5-11.3 ＳｒＯ 0-8.5 ＫＨＦ２ 0-1.3 ＢａＯ 2.7-43.2 Ｋ２ＴｉＦ６ 0-0.6 ＡｌＦ３ 9.5-19.3 を含む化学組成を有することを特徴とする請求項６記載のエルビウムドープト光
    増幅器。
  8. 【請求項８】 約0.01重量部から約15重量部までのＹｂ２Ｏ３を含むことを
    特徴とする請求項６または７記載のエルビウムドープト光増幅器。
  9. 【請求項９】 前記光増幅器がプレーナ型光増幅器であることを特徴とする
    請求項６、７または８記載のエルビウムドープト光増幅器。
  10. 【請求項１０】 前記光増幅器が単一モードファイバ型光増幅器であること
    を特徴とする請求項６、７または８記載のエルビウムドープト光増幅器。
  11. 【請求項１１】 フッ化物の含有量が7重量部から88重量部までの範囲にあ ることを特徴とする請求項６から１０いずれか記載のエルビウムドープト光増幅
    器。
  12. 【請求項１２】 フッ化物の含有量が18重量部以上であることを特徴とする
    請求項１１記載のエルビウムドープト光増幅器。
  13. 【請求項１３】 入力および出力を有する活性光媒質であって、蛍光ドーパ
    ントがドープされており、約1520ｎｍから約1570ｎｍまでの範囲の波長を有する
    入力光信号で受信する活性光媒質と、 前記活性光媒質に約980ｎｍの波長でポンピング光パワーを供給するポンプ供 給源であって、該ポンピング光が、前記蛍光ドーパントを励起するように用いら
    れ、光子を放出して、約1525ｎｍから約1565ｎｍまでのスペクトル範囲において
    約13％未満の利得変動を有する実質的に平らな利得スペクトルを有する、約20ｎ
    ｍから約30ｎｍ幅の波長範囲にある前記光信号を増幅するものであるポンプ供給
    源とを備えることを特徴とする光増幅器。
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