JP2002055239A - Photonic crystal fiber and its manufacturing method - Google Patents

Photonic crystal fiber and its manufacturing method

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JP2002055239A
JP2002055239A JP2000240728A JP2000240728A JP2002055239A JP 2002055239 A JP2002055239 A JP 2002055239A JP 2000240728 A JP2000240728 A JP 2000240728A JP 2000240728 A JP2000240728 A JP 2000240728A JP 2002055239 A JP2002055239 A JP 2002055239A
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photonic crystal
crystal fiber
core
preform
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JP2000240728A
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Japanese (ja)
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実 ▲吉▼田
Minoru Yoshida
Masatoshi Tanaka
正俊 田中
Moriyuki Fujita
盛行 藤田
Toshikazu Omae
俊和 御前
Kazuo Imamura
一雄 今村
Masataka Nakazawa
正隆 中沢
Hirokazu Kubota
寛和 久保田
Satoki Kawanishi
悟基 川西
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Mitsubishi Cable Industries Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a filter realizing an optical fiber amplifier having very high efficiency and excellent in a noise characteristic and realizing an optical fiber laser. SOLUTION: In a photonic crystal fiber 1 having a multi-hole part 12 in which a large number of small holes 12a extending in the central axis direction of the fiber are arranged with highest density and a core pat 11 which is formed in a solid shape at the center of the multi-hole part 12, a functional material (for example, Er) which improves a light amplifying action or a nonlinear optical effect is doped in the core part 11.

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、ファイバの中心軸
方向に延びる多数の細孔を有する多孔部と、該多孔部の
中心に中実状に形成されたコア部とを備えたフォトニッ
ククリスタルファイバに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photonic crystal fiber comprising a porous portion having a large number of pores extending in the central axis direction of a fiber, and a solid core formed at the center of the porous portion. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、例えば光ファイバアンプにお
ける励起入力と増幅信号出力との比である変換効率(効
率)及び雑音特性の向上のために用いられる光ファイバ
として、コアにエルビウム(Er)等の希土類元素をド
ープした希土類元素ドープ光ファイバが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, erbium (Er) or the like is used as an optical fiber for improving conversion efficiency (efficiency), which is a ratio between an excitation input and an amplified signal output in an optical fiber amplifier, and noise characteristics. Rare earth element doped optical fibers doped with rare earth elements are known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記希土類
元素ドープ光ファイバ等の通常の光ファイバでは、コア
径に対してモードフィールド径が大きい、つまりコア内
の光パワー密度が十分には高くないという不都合があ
る。このため、上記希土類元素ドープ光ファイバを用い
た光ファイバアンプでは上記効率及び雑音特性の向上に
は限界があり、十分なレベルに到達することができない
という不都合がある。この不都合は、光ファイバレーザ
におけるレーザ発振についても同様に生じてしまう。ま
た、希土類元素ドープ光ファイバのみならず、ファイバ
ラマン増幅であっても上記不都合が生じてしまう。
However, in ordinary optical fibers such as the above-mentioned rare earth element-doped optical fibers, the mode field diameter is larger than the core diameter, that is, the optical power density in the core is not sufficiently high. There are inconveniences. For this reason, in the optical fiber amplifier using the rare earth element-doped optical fiber, there is a limit in the improvement of the efficiency and the noise characteristics, and there is a disadvantage in that it cannot reach a sufficient level. This inconvenience also occurs for laser oscillation in an optical fiber laser. Further, not only rare earth element-doped optical fiber but also fiber Raman amplification causes the above-mentioned inconvenience.

【0004】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、極めて効率が
高くかつ雑音特性に優れた光ファイバアンプ及び光ファ
イバレーザを実現するファイバを提供することにある。
[0004] The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical fiber amplifier and an optical fiber laser which are extremely efficient and have excellent noise characteristics. Is to do.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、近年、コア及びクラッドからなる光ファ
イバでは得ることのできない大きな波長分散を発現する
ものとして注目されつつあるフォトニッククリスタルフ
ァイバに着目して完成に至ったものである。すなわち、
上記フォトニッククリスタルファイバは、ファイバの中
心軸方向に延びる多数の細孔を有する多孔部と、該多孔
部の中心に中実状又は中空状に形成されたコア部とを備
えていて、該コア部内の光パワー密度が極めて高い。そ
こで、上記中実状のコア部に光増幅作用又は非線形光学
効果を高める機能性材料をドープすれば、極めて効率が
高くかつ雑音特性に優れた光ファイバアンプ及び光ファ
イバレーザを実現し得るファイバとなる点に着目して本
発明を完成するに至ったものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a photonic crystal which has recently attracted attention as a material exhibiting a large chromatic dispersion which cannot be obtained with an optical fiber comprising a core and a clad. It was completed by focusing on the fiber. That is,
The photonic crystal fiber includes a porous portion having a large number of pores extending in a central axis direction of the fiber, and a solid or hollow core portion formed at the center of the porous portion. Has an extremely high optical power density. Therefore, if the solid core is doped with a functional material that enhances the optical amplification or nonlinear optical effect, a fiber that can realize an optical fiber amplifier and an optical fiber laser with extremely high efficiency and excellent noise characteristics can be obtained. The present invention has been completed by focusing on the points.

【0006】具体的に、請求項1記載の発明は、ファイ
バの中心軸方向に延びる多数の細孔を有する多孔部と、
該多孔部の中心に中実状に形成されたコア部とを備えた
フォトニッククリスタルファイバを対象とする。
Specifically, the invention according to claim 1 comprises a porous portion having a large number of pores extending in the central axis direction of the fiber;
A photonic crystal fiber including a solid core formed at the center of the porous portion.

【0007】そして、上記コア部に、光増幅作用又は非
線形光学効果を高める機能性材料をドープすることを特
定事項とするものである。
[0007] It is a specific matter that the core is doped with a functional material that enhances an optical amplification effect or a nonlinear optical effect.

【0008】上記機能性材料は、請求項2記載の如く、
希土類元素とし、誘導放出を利用した光増幅作用の向上
を図るようにしてもよい。該希土類元素としては、具体
的には請求項3記載の如く、エルビウム(Er),ネオ
ジム(Nd)及びイッテリビウム(Yb)の内の少なく
とも一つとしてもよい。
[0008] The functional material is as described in claim 2,
A rare earth element may be used to improve the light amplification effect using stimulated emission. Specifically, the rare earth element may be at least one of erbium (Er), neodymium (Nd), and ytterbium (Yb).

【0009】また、上記機能性材料としては、請求項4
記載の如く、ゲルマニウム(Ge)又はリン(P)とし
てもよく、GeやPを上記コア部に多量にドープするこ
とによって、誘導ラマン散乱を利用した光増幅作用の向
上を図るようにしてもよい。
[0009] Further, the functional material may include:
As described, germanium (Ge) or phosphorus (P) may be used, and a large amount of Ge or P may be doped into the core to improve the light amplification effect using stimulated Raman scattering. .

【0010】また、セレン(Se)又は硫化カドミニウ
ム(CdS)の半導体微粒子をドープすることによっ
て、過飽和吸収,四光波混合を発生させやすくしてもよ
い。
Further, by doping semiconductor particles of selenium (Se) or cadmium sulfide (CdS), supersaturation absorption and four-wave mixing may be easily generated.

【0011】請求項1〜請求項4記載の発明によると、
フォトニッククリスタルファイバはコア部内の光パワー
密度が高いため、該コア部に光増幅作用又は非線形光学
効果を高める機能性材料をドープすることによって、効
率が大幅に向上する。
According to the invention described in claims 1 to 4,
Since the photonic crystal fiber has a high optical power density in the core, the efficiency is greatly improved by doping the core with a functional material that enhances the optical amplification or nonlinear optical effect.

【0012】その結果、上記フォトニッククリスタルフ
ァイバを光ファイバアンプに用いれば、極めて高効率か
つ低雑音の光信号の増幅が実現すると共に、利得が正に
なるために必要な励起入力(閾値)も低下する。また、
上記フォトニッククリスタルファイバをファイバレーザ
に用いても、上記と同様に極めて高効率かつ低雑音のレ
ーザ発振が実現する。
As a result, when the photonic crystal fiber is used for an optical fiber amplifier, amplification of an optical signal with extremely high efficiency and low noise is realized, and the pump input (threshold) required for a positive gain is also obtained. descend. Also,
Even if the photonic crystal fiber is used for a fiber laser, extremely high efficiency and low noise laser oscillation can be realized as described above.

【0013】請求項5記載の発明は、フォトニッククリ
スタルファイバの製造方法に係るものであって、具体的
には、ファイバの中心軸方向に延びる多数の細孔を有す
る多孔部と、該多孔部の中心に中実状に形成されたコア
部とを備えたフォトニッククリスタルファイバの製造方
法を対象とする。
The invention according to claim 5 relates to a method for manufacturing a photonic crystal fiber, and more specifically, a porous portion having a large number of pores extending in the central axis direction of the fiber, and the porous portion. And a method for manufacturing a photonic crystal fiber having a solid core portion at the center of the photonic crystal fiber.

【0014】そして、筒状のサポート管の孔内に、上記
細孔となる複数の筒状キャピラリを充填すると共に、上
記コア部となる、光増幅作用又は非線形光学効果を高め
る機能性材料を予めドープした棒状コア部材を上記サポ
ート管の中心部に配設することによってプリフォームを
作製するプリフォーム作製工程と、上記プリフォームを
加熱・延伸してファイバ状に線引きする線引き工程とを
備えることを特定事項とするものである。
[0014] A plurality of cylindrical capillaries serving as the pores are filled in the holes of the cylindrical support tube, and a functional material for enhancing the light amplifying function or the non-linear optical effect serving as the core part is previously prepared. A preform producing step of producing a preform by disposing a doped rod-shaped core member at the center of the support tube, and a drawing step of heating and stretching the preform to draw a fiber. This is a specific matter.

【0015】ここで、上記フォトニッククリスタルファ
イバは、例えば石英(SiO2)製としてもよい。すな
わち、サポート管、キャピラリ及びコア部材をSiO2
製としてもよい。
Here, the photonic crystal fiber may be made of, for example, quartz (SiO 2 ). That is, the support tube, the capillary and the core member are made of SiO 2
It may be made.

【0016】そして、中実のコア部となる棒状コア部材
に対し、光増幅作用又は非線形光学効果を高める機能性
材料を予めドープする方法としては、例えばVAD(Va
por-phase Axial Deposition)法等によって、機能性材
料がドープされたSiO2組成物からなるスートを形成
し、該スートを脱水・焼結することによって機能性材料
がドープされたコア部材を作製してもよい。
As a method of pre-doping a rod-shaped core member serving as a solid core portion with a functional material that enhances an optical amplification effect or a non-linear optical effect, for example, VAD (Va
A soot made of a SiO 2 composition doped with a functional material is formed by a por-phase axial deposition method or the like, and the soot is dehydrated and sintered to produce a core member doped with a functional material. You may.

【0017】また、上記棒状コア部材に対して例えばイ
オン打ち込み(イオン注入)によって機能性材料をドー
プしてもよいし、イオン拡散によって上記棒状コア部材
の表面に機能性材料をドープしてもよい。
The rod-shaped core member may be doped with a functional material by, for example, ion implantation (ion implantation), or the surface of the rod-shaped core member may be doped with a functional material by ion diffusion. .

【0018】さらに、例えば液浸により機能性材料をド
ープしてもよい。
Further, the functional material may be doped by, for example, immersion.

【0019】請求項5記載の発明によると、予め光増幅
作用又は非線形光学効果を高める機能性材料がドープさ
れた棒状のコア部材を用いてプリフォームを作製し、該
プリフォームを線引きするため、コア部に機能性材料が
ドープされたフォトニッククリスタルファイバが容易に
製造される。
According to the fifth aspect of the present invention, a preform is manufactured using a rod-shaped core member doped with a functional material that enhances an optical amplification effect or a nonlinear optical effect in advance, and the preform is drawn. A photonic crystal fiber in which a core is doped with a functional material is easily manufactured.

【0020】一方、請求項6記載の発明は、ファイバの
中心軸方向に延びる多数の細孔を有する多孔部と、該多
孔部の中心に中実状に形成されたコア部とを備えたフォ
トニッククリスタルファイバの製造方法を対象とする。
On the other hand, the invention according to claim 6 provides a photonic comprising a porous portion having a large number of pores extending in the central axis direction of a fiber, and a solid core portion formed at the center of the porous portion. It is intended for the manufacturing method of crystal fiber.

【0021】そして、上記細孔となる複数の孔と、上記
コア部となる、該複数の孔群の中心に設けられた中実部
とが形成されたプリフォームを作製するプリフォーム作
製工程と、上記プリフォームを加熱・延伸してファイバ
状に線引きする線引き工程と、上記線引き工程の後に、
上記中実部に光増幅作用又は非線形光学効果を高める機
能性材料をイオン打ち込み又はイオン拡散によってドー
プするドープ工程とを備えることを特定事項とするもの
である。
A preform manufacturing step of manufacturing a preform in which a plurality of holes serving as the pores and a solid portion provided at the center of the plurality of hole groups serving as the core are formed; A drawing step of heating and stretching the preform to draw a fiber, and after the drawing step,
A doping step of doping a functional material that enhances an optical amplification effect or a non-linear optical effect into the solid portion by ion implantation or ion diffusion is specified.

【0022】ここで、上記機能性材料は、ファイバの長
手方向又は径方向に打ち込むようにすればよい。
Here, the functional material may be driven in the longitudinal or radial direction of the fiber.

【0023】また、プリフォーム作製工程としては、筒
状のサポート管の孔内に筒状のキャピラリ及び棒状のコ
ア部材を充填することによってプリフォームを作製して
もよいし、円柱体の中心部をファイバ化後にコア部とな
る中実部とする一方、該中実部の周囲にファイバ化後に
細孔となる貫通孔を多数形成することによってプリフォ
ームを作製してもよい。また、棒状のコア部材の周囲に
筒状のキャピラリを最密充填状態となるようにして束
ね、隣り合うキャピラリ同士及びコア部材とキャピラリ
とを融着一体化させることによってプリフォームを作製
してもよい。
In the preform manufacturing step, the preform may be manufactured by filling a cylindrical capillary and a rod-shaped core member into the hole of the cylindrical support tube, or may be formed at the center of the cylindrical body. May be used as a solid part which becomes a core after fiberization, and a preform may be produced by forming a large number of through holes which become pores after fiberization around the solid part. Also, a preform may be produced by bundling a cylindrical capillary around a rod-shaped core member in a close-packed state and fusing and integrating the adjacent capillaries with each other and the core member and the capillary. Good.

【0024】請求項6記載の発明によると、プリフォー
ムを線引きすることによって製造されたフォトニックク
リスタルファイバのコア部(中実部)に対し、イオン打
ち込み又はイオン拡散によって機能性材料をドープする
ことによって、コア部に機能性材料がドープされたフォ
トニッククリスタルファイバが容易に製造される。
According to the present invention, the functional material is doped into the core (solid portion) of the photonic crystal fiber manufactured by drawing the preform by ion implantation or ion diffusion. Thereby, a photonic crystal fiber in which a functional material is doped in a core portion is easily manufactured.

【0025】尚、上記フォトニッククリスタルファイバ
を光ファイバアンプに用いる場合等には、上記コア部に
おけるファイバ長手方向の一部のみに機能性材料をドー
プするようにしてもよい。
When the photonic crystal fiber is used for an optical fiber amplifier, a functional material may be doped only in a part of the core in the longitudinal direction of the fiber.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明におけるフ
ォトニッククリスタルファイバによれば、コア部に光増
幅作用又は非線形光学効果を高める機能性材料をドープ
することによって、効率を大幅に向上させることができ
る。
As described above, according to the photonic crystal fiber of the present invention, the efficiency can be greatly improved by doping the core with a functional material that enhances the optical amplification or nonlinear optical effect. Can be.

【0027】その結果、上記フォトニッククリスタルフ
ァイバを光ファイバアンプに用いれば、極めて高効率か
つ低雑音の光信号の増幅を実現することができると共
に、閾値も低下させることができる。また、上記フォト
ニッククリスタルファイバをファイバレーザに用いて
も、上記と同様に極めて高効率かつ低雑音のレーザ発振
を実現することができる。
As a result, when the photonic crystal fiber is used for an optical fiber amplifier, it is possible to realize extremely high efficiency and low noise amplification of an optical signal, and to lower the threshold value. Even when the photonic crystal fiber is used for a fiber laser, extremely high efficiency and low noise laser oscillation can be realized in the same manner as described above.

【0028】さらに、本発明におけるフォトニッククリ
スタルファイバの製造方法によれば、コア部に機能性材
料がドープされたフォトニッククリスタルファイバを容
易に製造することができる。
Further, according to the method for manufacturing a photonic crystal fiber of the present invention, a photonic crystal fiber having a core doped with a functional material can be easily manufactured.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0030】図1は、本発明の実施形態に係るフォトニ
ッククリスタルファイバ1を示し、該フォトニッククリ
スタルファイバ1は、ファイバ中心を中心軸方向に延び
かつ中実状に形成されたコア部11と、該コア部11の
外周部を囲むように設けられ、該コア部11に沿って延
びる多数の細孔12aが最密に配列された多孔部12
と、これらを被覆するように設けられたサポート部13
とを備えている。
FIG. 1 shows a photonic crystal fiber 1 according to an embodiment of the present invention. The photonic crystal fiber 1 has a core portion 11 extending in the center axis direction of the fiber center and formed in a solid state. The porous portion 12 is provided so as to surround the outer peripheral portion of the core portion 11, and has a plurality of fine pores 12 a extending along the core portion 11, arranged in a close-packed manner.
And a support portion 13 provided to cover these
And

【0031】そして、上記コア部11には、光増幅作用
を高める機能性材料、具体的には希土類元素、より具体
的には活性化されたErがドープされている。
The core portion 11 is doped with a functional material that enhances the optical amplification action, specifically, a rare earth element, more specifically, activated Er.

【0032】上記フォトニッククリスタルファイバ1の
製造方法を図2により説明する。
A method for manufacturing the photonic crystal fiber 1 will be described with reference to FIG.

【0033】先ず、SiO2製の円柱体の中心部に断面
正6角形状の孔2aを中心軸に沿って設けたサポート管
2と、互いに同一径を有する複数本の筒状のSiO2
キャピラリ3と、これらキャピラリ3と同一径を有する
1本の棒状のSiO2製コア部材4とを準備する。
First, a support tube 2 in which a hole 2a having a regular hexagonal cross section is provided along the central axis at the center of a cylindrical body made of SiO 2 , and a plurality of cylindrical SiO 2 tubes having the same diameter as each other. A capillary 3 and one rod-shaped SiO 2 core member 4 having the same diameter as the capillaries 3 are prepared.

【0034】上記コア部材4にはErがドープされてお
り、このようにErがドープされたコア部材4は、例え
ばVAD法によって作製すればよい。すなわち、SiC
4及びErを含む有機化合物を酸水素バーナに供給
し、火炎加水分解反応及び酸化反応によって、Erがド
ープされたSiO2組成物からなるスート(ガラス微粒
子の堆積体)を形成する。そして、該スートを塩素雰囲
気中で脱水・焼結(及び延伸)することによってコア部
材4を形成するようにすればよい。
The core member 4 is doped with Er. The core member 4 doped with Er in this manner may be manufactured by, for example, a VAD method. That is, SiC
The organic compounds containing l 4 and Er is supplied to the oxyhydrogen burner, the flame hydrolysis reaction and the oxidation reaction to form a soot of SiO 2 composition Er doped (deposition of glass particles). Then, the soot may be dehydrated and sintered (and stretched) in a chlorine atmosphere to form the core member 4.

【0035】尚、上記Erがドープされたコア部材4の
作製方法としては、上記に限らず、例えばOVD(Outs
ide Vapor Deposition)法やMCVD(Modified Chemi
calVapor Deposition)法によってErがドープされた
SiO2組成物からなるスートを形成してもよい。
The method of manufacturing the Er-doped core member 4 is not limited to the method described above. For example, OVD (Outs
ide Vapor Deposition method and MCVD (Modified Chemi
A soot consisting of a SiO 2 composition doped with Er may be formed by a calvaper deposition method.

【0036】また、Erがドープされたコア部材4の作
製方法としては、例えばSiO2製の棒状コア部材4に
対しイオン打ち込みによってErをドープするようにし
てもよいし、上記SiO2製の棒状コア部材4の表面に
イオン拡散によってErをドープするようにしてもよ
い。
Further, as a method for manufacturing a core member 4 which Er is doped, for example, to respect SiO 2 made of bar-like core member 4 may be doped with Er by ion implantation, the rod-shaped made of the SiO 2 The surface of the core member 4 may be doped with Er by ion diffusion.

【0037】さらに、液浸によって棒状コア部材4にE
rをドープするようにしてもよい。
Further, the rod-shaped core member 4 is immersed in the liquid by immersion.
You may make it dope r.

【0038】そして、上記キャピラリ3を上記サポート
管2の正6角形状孔2a内に最密に充填していく。この
とき、この正6角形状孔2aの内壁における一つの面に
対してキャピラリ3を並列に並べるようにして第1層を
形成し、該形成された第1層における相隣接する一対の
キャピラリ3,3の間に新たなキャピラリ3を載置して
いくようにして、続く第2層を形成する。このようなキ
ャピラリ3の載置を繰り返すことによって上記正6角形
状孔2a内にキャピラリ3を最密に充填するが、上記正
6角形状孔2aの中心位置にはキャピラリ3ではなくて
コア部材4を配置しておく。
Then, the capillary 3 is filled in the regular hexagonal hole 2a of the support tube 2 in the closest density. At this time, the first layer is formed by arranging the capillaries 3 in parallel with one surface of the inner wall of the regular hexagonal hole 2a, and a pair of adjacent capillaries 3 in the formed first layer is formed. , 3 to form a new second layer. By repeating such mounting of the capillary 3, the capillary 3 is filled in the regular hexagonal hole 2 a in the closest density, but the center position of the regular hexagonal hole 2 a is not a core 3 but a core member. 4 is arranged.

【0039】以上の工程により、サポート管2の正6角
形状孔2a内にキャピラリ3が最密に充填されかつその
中心位置にコア部材4が配置されたフォトニッククリス
タルファイバ1のプリフォーム5が完成する。
Through the above steps, the preform 5 of the photonic crystal fiber 1 in which the capillaries 3 are filled in the regular hexagonal holes 2a of the support tube 2 in a close-packed manner and the core member 4 is disposed at the center thereof is obtained. Complete.

【0040】上記プリフォーム5に、加熱溶融して細径
化(ファイバ化)する線引き加工を施す。この線引き加
工の際に隣接するキャピラリ3,3同士、上記キャピラ
リ3とサポート管2、及びキャピラリ3とコア部材4と
は互いに融着して一体化される。
The preform 5 is subjected to a drawing process for heating and melting to reduce the diameter (to form a fiber). At the time of this drawing process, the adjacent capillaries 3 and 3, the capillary 3 and the support tube 2, and the capillary 3 and the core member 4 are fused and integrated.

【0041】以上の工程を経て、図1に示すように、フ
ァイバ中心で中心軸方向に延びかつ中実に形成されたコ
ア部11と、該コア部11の外周囲で上記コア部11に
沿って延びる多数の細孔12aが最密に配列された多孔
部12と、これらを被覆するサポート部13とを備えか
つ上記コア部11にErがドープされたフォトニックク
リスタルファイバ1が完成する。
Through the above steps, as shown in FIG. 1, the core portion 11 extends in the center axis direction at the center of the fiber and is formed solid, and the outer periphery of the core portion 11 is formed along the core portion 11. A photonic crystal fiber 1 having a porous portion 12 in which a large number of extending pores 12a are arranged in a close-packed manner and a support portion 13 covering these, and in which the core portion 11 is doped with Er, is completed.

【0042】次に、上記実施形態の作用・効果を説明す
る。
Next, the operation and effect of the above embodiment will be described.

【0043】フォトニッククリスタルファイバ1はコア
部11内の光パワー密度が高いため、該コア部11に光
増幅作用を高める機能性材料であるErをドープするこ
とによって、効率を大幅に向上させることができる。
Since the photonic crystal fiber 1 has a high optical power density in the core portion 11, the core portion 11 is doped with Er, which is a functional material that enhances the light amplifying effect, so that the efficiency is greatly improved. Can be.

【0044】その結果、上記フォトニッククリスタルフ
ァイバ1を光ファイバアンプに用いれば、極めて高効率
かつ低雑音の光信号の増幅を実現することができると共
に、閾値も低下させることができる。また、上記フォト
ニッククリスタルファイバ1をファイバレーザに用いて
も、上記と同様に極めて高効率かつ低雑音のレーザ発振
を実現することができる。
As a result, if the photonic crystal fiber 1 is used for an optical fiber amplifier, it is possible to realize extremely high efficiency and low noise amplification of an optical signal and to lower the threshold value. Also, even when the photonic crystal fiber 1 is used for a fiber laser, extremely high efficiency and low noise laser oscillation can be realized in the same manner as described above.

【0045】<変形例>尚、上記コア部11にErがド
ープされたフォトニッククリスタルファイバ1の製造方
法としては、上記に限らず、例えば以下のようにしても
よい。
<Modification> The method of manufacturing the photonic crystal fiber 1 in which the core portion 11 is doped with Er is not limited to the above, and may be, for example, as follows.

【0046】すなわち、上述したように、サポート管2
の正6角形の孔2a内にキャピラリ3とコア部材4と最
密に充填することによってプリフォーム5を作製する
(プリフォーム作製工程)。このとき、上記コア部材4
として、Erがドープされていないものを用いる。
That is, as described above, the support tube 2
The preform 5 is produced by filling the capillary 3 and the core member 4 in the regular hexagonal hole 2a in the closest density (preform production step). At this time, the core member 4
Is used without being doped with Er.

【0047】次いで、上記プリフォーム5を加熱してフ
ァイバ状に線引きを行う(線引き工程)。
Next, the preform 5 is heated and drawn into a fiber shape (drawing step).

【0048】そして、上記線引き工程の後に、ファイバ
の長手方向又は径方向に、イオン打ち込み又はイオン拡
散を行うことによって、上記コア部11にErをドープ
する。これにより、コア部11にErがドープされたフ
ォトニッククリスタルファイバを製造することができ
る。
After the drawing step, the core portion 11 is doped with Er by performing ion implantation or ion diffusion in the longitudinal direction or the radial direction of the fiber. Thus, a photonic crystal fiber in which the core portion 11 is doped with Er can be manufactured.

【0049】尚、プリフォームの作製方法としては、例
えばSiO2製の円柱体の中心部をファイバ化後にコア
部11となる中実部とする一方、該中実部の周辺にファ
イバ化後に細孔12aとなる貫通孔を形成することによ
ってプリフォームを作製してもよい。
The preform is manufactured by, for example, forming a central portion of a cylindrical body made of SiO 2 into a solid portion which becomes the core portion 11 after forming the fiber, and forming a thin portion around the solid portion after forming the fiber. A preform may be manufactured by forming a through-hole serving as the hole 12a.

【0050】さらに、棒状のコア部材4の周りに多数の
筒状キャピラリ3を最密充填状態となるように束ね、隣
り合うキャピラリ3,3同士及びコア部材4とキャピラ
リ3とを融着一体化させることによってプリフォームを
作製してもよい。すなわち、本発明に係るフォトニック
クリスタルファイバは、サポート部13を有しないもの
としてもよい。
Further, a number of cylindrical capillaries 3 are bundled around the rod-shaped core member 4 so as to be in the closest packing state, and the adjacent capillaries 3, 3 and the core member 4 and the capillary 3 are fused and integrated. A preform may be produced by causing the preform. That is, the photonic crystal fiber according to the present invention may not include the support portion 13.

【0051】<他の実施形態>尚、本発明は上記実施形
態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を
包含するものである。すなわち、上記実施形態では、光
増幅作用を高める機能性材料をErとし、該活性化され
たErをコア部11にドープするようにしているが、こ
れに限らず、例えば活性化されたNd又はYb等その他
の希土類元素をコア部11にドープするようにしてもよ
い。
<Other Embodiments> The present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various other embodiments. That is, in the above-described embodiment, Er is used as the functional material that enhances the optical amplification effect, and the activated Er is doped into the core portion 11. However, the present invention is not limited to this. For example, activated Nd or The core 11 may be doped with other rare earth elements such as Yb.

【0052】また、例えばGe又はPをコア部11に多
量にドープすることによって、誘導ラマン散乱を利用し
て光増幅作用の向上を図るようにしてもよい。また、S
eやCdSの半導体微粒子をコア部11にドープするこ
とによって、過飽和吸収,四光波混合を発生させやすく
してもよい。
Further, for example, by doping a large amount of Ge or P into the core portion 11, the optical amplification effect may be improved by utilizing stimulated Raman scattering. Also, S
By doping the core portion 11 with semiconductor fine particles of e or CdS, saturable absorption and four-wave mixing may be easily generated.

【0053】さらに、上記コア部11に、Erのみなら
ず、例えばAlを共ドープするようにしてもよい。さら
に、Er、Ge及びAlを共ドープしてもよいし、Er
とYbを共ドープしてもよい。
Further, the core 11 may be co-doped with not only Er but also Al, for example. Further, Er, Ge and Al may be co-doped,
And Yb may be co-doped.

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

【図1】フォトニッククリスタルファイバを示す斜視図
である。
FIG. 1 is a perspective view showing a photonic crystal fiber.

【図2】フォトニッククリスタルファイバの母材を示す
断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a preform of the photonic crystal fiber.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フォトニッククリスタルファイバ 2 サポート管 3 キャピラリ 4 コア部材 5 プリフォーム 11 コア部 12 多孔部 13 サポート部 12a 細孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photonic crystal fiber 2 Support tube 3 Capillary 4 Core member 5 Preform 11 Core part 12 Porous part 13 Support part 12a Pores

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01S 3/10 H01S 3/10 Z (72)発明者 田中 正俊 兵庫県伊丹市池尻4丁目3番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 藤田 盛行 兵庫県伊丹市池尻4丁目3番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 御前 俊和 兵庫県伊丹市池尻4丁目3番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 今村 一雄 兵庫県伊丹市池尻4丁目3番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 中沢 正隆 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 久保田 寛和 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 川西 悟基 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 2H050 AB01Z AB05X AB08X AB18X 2K002 AB12 AB30 CA16 DA10 DA20 HA23 HA31 5F072 AB07 AK06 JJ02 JJ05 QQ07 YY17 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H01S 3/10 H01S 3/10 Z (72) Inventor Masatoshi Tanaka 4-3 Ikejiri, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Cable Industries, Ltd. Inside Itami Works (72) Inventor Moriyuki Fujita 4-3 Ikejiri, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Cable Industries, Ltd. Inside Itami Works (72) Inventor Toshikazu Gozen 4-3-3, Ikejiri, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Cable Industries Itami Works (72) Inventor Kazuo Imamura 4-3 Ikejiri, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Cable Industry Co., Ltd.Itami Works (72) Inventor Masataka Nakazawa 2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Hirokazu Kubota 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Satoru Kawanishi 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Co., Ltd. F-term (reference) 2H050 AB0 1Z AB05X AB08X AB18X 2K002 AB12 AB30 CA16 DA10 DA20 HA23 HA31 5F072 AB07 AK06 JJ02 JJ05 QQ07 YY17

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ファイバの中心軸方向に延びる多数の細
孔を有する多孔部と、該多孔部の中心に中実状に形成さ
れたコア部とを備えたフォトニッククリスタルファイバ
であって、 上記コア部には、光増幅作用又は非線形光学効果を高め
る機能性材料がドープされていることを特徴とするフォ
トニッククリスタルファイバ。
1. A photonic crystal fiber comprising: a porous portion having a large number of pores extending in a central axis direction of a fiber; and a solid core portion formed at the center of the porous portion. A photonic crystal fiber, wherein the portion is doped with a functional material that enhances an optical amplification effect or a nonlinear optical effect.
【請求項2】 請求項1において、 機能性材料は、希土類元素であることを特徴とするフォ
トニッククリスタルファイバ。
2. The photonic crystal fiber according to claim 1, wherein the functional material is a rare earth element.
【請求項3】 請求項2において、 希土類元素は、エルビウム(Er),ネオジム(Nd)
及びイッテリビウム(Yb)の内の少なくとも一つであ
ることを特徴とするフォトニッククリスタルファイバ。
3. The rare earth element according to claim 2, wherein the rare earth element is erbium (Er), neodymium (Nd).
And at least one of ytterbium (Yb).
【請求項4】 請求項1において、 機能性材料は、ゲルマニウム(Ge)若しくはリン
(P)、又はセレン(Se)若しくは硫化カドミニウム
(CdS)であることを特徴とするフォトニッククリス
タルファイバ。
4. The photonic crystal fiber according to claim 1, wherein the functional material is germanium (Ge) or phosphorus (P), selenium (Se), or cadmium sulfide (CdS).
【請求項5】 ファイバの中心軸方向に延びる多数の細
孔を有する多孔部と、該多孔部の中心に中実状に形成さ
れたコア部とを備えたフォトニッククリスタルファイバ
の製造方法であって、 筒状のサポート管の孔内に、上記細孔となる複数の筒状
キャピラリを充填すると共に、上記コア部となる、光増
幅作用又は非線形光学効果を高める機能性材料を予めド
ープした棒状コア部材を上記サポート管の中心部に配設
することによってプリフォームを作製するプリフォーム
作製工程と、 上記プリフォームを加熱・延伸してファイバ状に線引き
する線引き工程とを備えていることを特徴とするフォト
ニッククリスタルファイバの製造方法。
5. A method for manufacturing a photonic crystal fiber comprising: a porous portion having a large number of pores extending in a central axis direction of a fiber; and a solid core portion formed at the center of the porous portion. A cylindrical support tube, in which a plurality of cylindrical capillaries serving as the pores are filled, and the core portion is a rod-shaped core pre-doped with a functional material that enhances an optical amplification effect or a nonlinear optical effect; A preform manufacturing step of manufacturing a preform by disposing a member at the center of the support tube; and a drawing step of heating and stretching the preform to draw a fiber. Of manufacturing photonic crystal fiber.
【請求項6】 ファイバの中心軸方向に延びる多数の細
孔を有する多孔部と、該多孔部の中心に中実状に形成さ
れたコア部とを備えたフォトニッククリスタルファイバ
の製造方法であって、 上記細孔となる複数の孔と、上記コア部となる、該複数
の孔群の中心に設けられた中実部とが形成されたプリフ
ォームを作製するプリフォーム作製工程と、 上記プリフォームを加熱・延伸してファイバ状に線引き
する線引き工程と、 上記線引き工程の後に、上記中実部に光増幅作用又は非
線形光学効果を高める機能性材料をイオン打ち込み又は
イオン拡散によってドープするドープ工程とを備えてい
ることを特徴とするフォトニッククリスタルファイバの
製造方法。
6. A method for manufacturing a photonic crystal fiber comprising: a porous portion having a large number of pores extending in a central axis direction of a fiber; and a solid core portion formed at the center of the porous portion. A preform producing step of producing a preform in which a plurality of holes serving as the pores and a solid portion provided at the center of the plurality of hole groups serving as the core are formed; A drawing step of heating and stretching to draw a fiber, and after the drawing step, a doping step of doping by ion implantation or ion diffusion a functional material that enhances the optical amplification or nonlinear optical effect in the solid portion. A method for producing a photonic crystal fiber, comprising:
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