JP2002211950A - Light amplifying glass - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は光増幅ガラスに関す
る。特に、1.4〜1.5μmの波長の光に対し広帯域
で増幅可能な光増幅ガラスに関する。The present invention relates to a light amplification glass. In particular, the present invention relates to an optical amplifier glass capable of amplifying light having a wavelength of 1.4 to 1.5 μm in a wide band.
【0002】[0002]
【従来の技術】光通信システムにおける光増幅器への応
用を目的として、コアガラスとクラッドガラスからな
り、該コアガラス用ガラスとして、希土類元素が添加さ
れた光増幅ガラスの開発が進められている。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。2. Description of the Related Art For the purpose of application to an optical amplifier in an optical communication system, development of an optical amplification glass comprising a core glass and a cladding glass and to which a rare earth element is added as a glass for the core glass has been advanced. On the other hand, in order to cope with the 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.
【0003】従来、Cバンド(波長:1530〜156
0nm)またはLバンド(波長:1570〜1600n
m)の光増幅に好適なガラスとしてEr(エルビウム)
が添加された光増幅ガラスが、S+バンド(波長:14
50〜1490nm)およびSバンド(波長:1490
〜1530nm)の光増幅に好適なガラスとしてTm
(ツリウム)が添加された光増幅ガラスが、それぞれ提
案されている。Conventionally, the C band (wavelength: 1530 to 156)
0 nm) or L band (wavelength: 1570-1600 n)
m) Er (erbium) as a glass suitable for optical amplification
Is added to the S + band (wavelength: 14).
50 to 1490 nm) and the S band (wavelength: 1490)
Tm as a glass suitable for optical amplification of
Light amplification glasses to which (thulium) is added have been proposed.
【0004】Tm添加光増幅ガラスには増幅されるべき
光すなわち信号光とともに励起光が入射され、Tmの誘
導放出遷移を利用して信号光が増幅される。励起光の波
長は、アップコンバージョン法による励起を行う場合、
典型的には1.0〜1.6μmである。なお、Tm添加
光増幅ガラスは通常ファイバ化して使用される。[0004] Pump light is incident on the Tm-doped optical amplification glass together with the light to be amplified, that is, the signal light, and the signal light is amplified using the stimulated emission transition of Tm. When performing excitation by the up-conversion method,
Typically, it is 1.0 to 1.6 μm. The Tm-doped optical amplification glass is usually used as a fiber.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】Tm添加光増幅ガラス
においては、3H4−3F4間の誘導放出遷移を利用し
てS+バンドおよびSバンドの光増幅が行われる。しか
し、3H4準位の下には約4300cm−1離れて近接
する準位3H5が存在する。この近接準位3H5のため
に前記誘導放出遷移におけるマルチフォノン緩和が増大
して輻射緩和が減少し、その結果発光効率、したがって
光増幅率が低下するおそれがある。In the Tm-doped optical amplification glass, optical amplification of the S + band and the S band is performed by using the stimulated emission transition between 3 H 4 −3 F 4 . However, below the 3 H 4 level there is a level 3 H 5 that is approximately 4300 cm −1 apart and close. Due to this close level 3 H 5 , multiphonon relaxation in the stimulated emission transition is increased and radiation relaxation is reduced, and as a result, luminous efficiency, and thus light amplification factor, may be reduced.
【0006】Tm添加光増幅ガラスとして、たとえばフ
ッ化物ガラスにTmが添加された光増幅ガラスが提案さ
れている。フッ化物ガラスには酸化物ガラスに比べてマ
ルチフォノン緩和が小さい長所がある。しかし、フッ化
物ガラスのガラス転移点Tgは低く(典型的には320
℃以下)、励起光の強度が大きくなると熱的に損傷する
おそれがあった。また、フッ化物ガラスのビッカース硬
度HVは低い(典型的には2.4GPa)ためにキズが
つきやすく、ファイバ化した際にそのキズが原因となっ
て破断するおそれがあった。[0006] As a Tm-added light amplification glass, for example, a light amplification glass in which Tm is added to fluoride glass has been proposed. Fluoride glass has the advantage of less multiphonon relaxation than oxide glass. However, the glass transition point T g of the fluoride glass is low (typically 320
℃ or less), and there was a possibility that thermal damage would occur if the intensity of the excitation light was increased. Further, the Vickers hardness H V of fluoride glass is low (typically 2.4 GPa) easily scratched because, the scratches there is a possibility to break causing upon the fiber of.
【0007】フッ化物ガラスにTmが添加された光増幅
ガラスとして、たとえば、モル%表示の組成がZr
F4:52.53%、BaF2:20.20%、LaF
3:3.03%、AlF3:4.04%、NaF:2
0.20%であるマトリクスガラスにTmが質量百分率
表示で1.19%添加されており、Tgが200℃、発
光スペクトルのピーク波長が1452nm、その半値幅
が76nmであるTm添加フッ化物ガラスZBLANが
知られている(Applied Optics,39
(27),4979〜4984(2000))。As an optical amplification glass obtained by adding Tm to a fluoride glass, for example, a composition expressed in mol% is Zr.
F 4 : 52.53%, BaF 2 : 20.20%, LaF
3: 3.03%, AlF 3: 4.04%, NaF: 2
The matrix glass is 0.20% Tm are added 1.19% by mass percentage, T g is 200 ° C., the peak wavelength of the emission spectrum is 1452nm, Tm-doped fluoride glass the half width of 76nm ZBLAN is known (Applied Optics, 39
(27), 4979-4984 (2000)).
【0008】また、テルライトガラスにTmが添加され
た光増幅ガラスとして、たとえば、モル%表示の組成が
TeO2:75%、ZnO:10%、Na2O:15%
であるマトリクスガラスにTmが質量百分率表示で1.
23%添加されており、発光スペクトルのピーク波長が
1458nm、その半値幅が114nmであるTm添加
テルライトガラスが知られているが、そのTgは低く2
95℃である(Applied Optics,39
(27),4979〜4984(2000))。Further, as a light amplification glass in which Tm is added to tellurite glass, for example, the composition expressed in mol% is TeO 2 : 75%, ZnO: 10%, Na 2 O: 15%.
In the matrix glass having a Tm of 1.
Are added 23%, the peak wavelength of the emission spectrum is 1458Nm, but the half width is known Tm-doped tellurite glass is 114 nm, the The T g lower 2
95 ° C. (Applied Optics, 39
(27), 4979-4984 (2000)).
【0009】また、PbO:56モル%、Bi2O3:
27モル%、Ga2O3:17モル%からなるマトリク
スガラスに、Tmが質量百分率表示で0.01%、0.
05%または1.5%添加されたガラス(Tm添加Pb
O−Bi2O3−Ga2O3ガラス)が開示されている
(Applied Optics,34(21),42
84〜4289(1995))。 前記マトリクスガラ
スの徐冷点、ヌープ硬度はそれぞれ319℃、2.2G
Paである(Phys.Chem.Glasses,2
7,119〜123(1986))。徐冷点はTgに等
しいとみなしてよく、またTmを1.5%まで添加して
もTGに大きな変化はないと考えられる。すなわち、前
記Tm添加PbO−Bi2O3−Ga2O3ガラスのT
gはやはり320℃程度であり前記熱的損傷が起るおそ
れがある。Further, PbO: 56 mol%, Bi 2 O 3 :
A matrix glass composed of 27 mol% and Ga 2 O 3 : 17 mol% has a Tm of 0.01% by mass percentage and 0.1% by mass.
Glass doped with 05% or 1.5% (Pb with Tm added)
O-Bi 2 O 3 -Ga 2 O 3 glass) is disclosed (Applied Optics, 34 (21) , 42
84-4289 (1995)). The annealing temperature and Knoop hardness of the matrix glass are 319 ° C. and 2.2 G, respectively.
Pa (Phys. Chem. Glasses, 2
7, 119-123 (1986)). Annealing point may be regarded as equal to T g, also significant changes in T G be added Tm up to 1.5% it is considered that there is no. That is, the Tm of the Tm-added PbO—Bi 2 O 3 —Ga 2 O 3 glass
g is still about 320 ° C., and the thermal damage may occur.
【0010】また、光学ガラスの場合ヌープ硬度はHV
よりも0.4〜1.3GPa低い値となる(ガラスの事
典、352頁、朝倉書店、1985年発行)ことを考慮
すると、前記Tm添加PbO−Bi2O3−Ga2O3
ガラスのHVは2.6〜3.5GPaの範囲にあると考
えられ、決して高いとはいえないものである。本発明
は、TgおよびHVが高く、かつ、S+バンドおよびS
バンドの光を増幅できる光増幅ガラスの提供を目的とす
る。[0010] In addition, Knoop hardness case of optical glass H V
The 0.4~1.3GPa lower than considering the (glass Encyclopedia, 352 pp., Asakura Shoten, 1985 issue), said Tm-doped PbO-Bi 2 O 3 -Ga 2 O 3
H V of the glass is considered to be in the range of 2.6~3.5GPa, in which it can not be said never high. The present invention has a high T g and H V, and, S + band and S
It is an object of the present invention to provide a light amplification glass capable of amplifying band light.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、マトリクスガ
ラスに質量百分率表示で0.001〜10%のTmが添
加されている光増幅ガラスであって、該マトリクスガラ
スがBi2O3を15〜80モル%含有し、かつGeO
2を含有する光増幅ガラスを提供する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is an optical amplification glass obtained by adding 0.001 to 10% by mass% of Tm to a matrix glass, wherein the matrix glass contains 15% Bi 2 O 3 . ~ 80 mol% and GeO
2 is provided.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】本発明の光増幅ガラスのTgは3
60℃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
るとガラスの温度が局所的に高くなり、Tgが360℃
未満では、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400℃以上、特に好ましくは420℃
以上である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The optical amplifier glass of the present invention has a Tg of 3
Preferably it is 60 ° C. or higher. The reason is that when a laser beam having a high intensity is used as the excitation light for optical amplification, the temperature of the glass locally increases, and the Tg becomes 360 ° C.
If it is less than 3, the glass may be thermally damaged, resulting in an increase in light loss and insufficient light amplification.
More preferably 400 ° C. or higher, particularly preferably 420 ° C.
That is all.
【0013】本発明の光増幅ガラスのHVは3.6GP
a以上であることが好ましい。3.6GPa未満ではフ
ァイバ化した際に破断しやすくなるおそれがある。より
好ましくは3.7GPa以上、特に好ましくは4.0G
Pa以上である。[0013] H V of the optical amplifying glass of the present invention 3.6GP
It is preferably at least a. If it is less than 3.6 GPa, it may be easily broken when it is made into a fiber. More preferably, 3.7 GPa or more, particularly preferably 4.0 GPa.
Pa or more.
【0014】本発明におけるマトリクスガラスへは光増
幅機能を付与するためにTmが添加される。マトリクス
ガラスを100%としたときのTmの質量百分率表示の
添加量(Tm添加量)が0.001%未満では、光増幅
率が低下する。好ましくは0.01%以上、より好まし
くは0.05%以上である。10%超では、ガラス化が
困難になる、または、濃度消光のためにかえって光増幅
率が低下する。好ましくは1%以下、より好ましくは
0.5%以下である。Tm is added to the matrix glass of the present invention in order to provide a light amplification function. If the amount of addition of Tm in terms of mass percentage (Tm addition amount) is less than 0.001% when the matrix glass is taken as 100%, the optical amplification rate decreases. Preferably it is 0.01% or more, more preferably 0.05% or more. If it exceeds 10%, vitrification becomes difficult, or the optical amplification rate is rather lowered due to concentration quenching. Preferably it is 1% or less, more preferably 0.5% or less.
【0015】次に、本発明におけるマトリクスガラスの
成分について、モル%を単に%と表示して以下に説明す
る。Bi2O3は必須成分である。その含有量が15%
未満では、光増幅率が低下する、または分相する。好ま
しくは15.5%以上、より好ましくは20%以上、さ
らに好ましくは25%以上、特に好ましくは30%以
上、最も好ましくは35%以上である。80%超では、
ガラス化が困難になる、ファイバ加工時に失透する、ま
たはTgが低くなりすぎる。好ましくは70%以下、よ
り好ましくは60%以下、特に好ましくは55%以下、
最も好ましくは48%以下である。Next, the components of the matrix glass in the present invention will be described below by simply expressing mol% as%. Bi 2 O 3 is an essential component. Its content is 15%
If it is less than 1, the optical amplification rate decreases or the phases are separated. It is preferably at least 15.5%, more preferably at least 20%, further preferably at least 25%, particularly preferably at least 30%, most preferably at least 35%. At over 80%
Vitrification tends to be difficult, devitrification during fiber processing, or T g is too low. Preferably 70% or less, more preferably 60% or less, particularly preferably 55% or less,
Most preferably, it is 48% or less.
【0016】GeO2はネットワークフォーマであり必
須である。GeO2の含有量は5〜80%であることが
好ましい。5%未満では、ガラス化が困難になる、また
はファイバ加工時に失透するおそれがある。より好まし
くは15%以上、特に好ましくは20%以上、最も好ま
しくは25%以上である。80%超では、光増幅率が低
下する、またはファイバ加工時に失透するおそれがあ
る。より好ましくは75%以下、特に好ましくは60%
以下、最も好ましくは55%以下である。GeO 2 is a network former and is essential. The content of GeO 2 is preferably 5 to 80%. If it is less than 5%, vitrification becomes difficult or devitrification may occur during fiber processing. It is more preferably at least 15%, particularly preferably at least 20%, most preferably at least 25%. If it exceeds 80%, the light amplification rate may be reduced, or devitrification may occur during fiber processing. More preferably 75% or less, particularly preferably 60%
Or less, most preferably 55% or less.
【0017】Ga2O3は必須ではないが、利得が得ら
れる波長幅を大きくするために、またはファイバ加工時
の失透を抑制するために30%まで含有してもよい。3
0%超ではガラス作製時に結晶が析出しガラスの透過率
が低下するおそれがある。好ましくは25%以下であ
る。Ga2O3を含有する場合、その含有量は0.5%
以上であることが好ましい。より好ましくは1%以上、
特に好ましくは3%以上、最も好ましくは5%以上であ
る。Ga 2 O 3 is not essential, but may be contained up to 30% in order to increase the wavelength width at which gain can be obtained or to suppress devitrification during fiber processing. 3
If it exceeds 0%, crystals may precipitate during glass production, and the transmittance of the glass may be reduced. Preferably it is 25% or less. When Ga 2 O 3 is contained, its content is 0.5%
It is preferable that it is above. More preferably 1% or more,
It is particularly preferably at least 3%, most preferably at least 5%.
【0018】CeO2は必須ではないが、ガラス組成中
のBi2O3がガラス溶融中に還元して金属ビスマスと
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
ために、10%まで含有してもよい。10%超では、ガ
ラス化が困難になる、または、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ま
たは信号光波長におけるバックグラウンドロスが増大す
るおそれがある。好ましくは1%以下、より好ましくは
0.5%以下、特に好ましくは0.3%以下である。C
eO2を含有する場合、その含有量は0.01%以上で
あることが好ましい。より好ましくは0.05%以上、
特に好ましくは0.1%以上である。なお、ガラスの透
過率の低下を避けたい場合、CeO2の含有量は0.1
5%未満とすることが好ましく、実質的にCeO2を含
有しないことがより好ましい。CeO 2 is not essential, but is contained up to 10% in order to prevent Bi 2 O 3 in the glass composition from being reduced during melting of the glass to precipitate as metallic bismuth and lowering the transparency of the glass. May be. If it exceeds 10%, vitrification may be difficult, or yellow or orange coloring may become strong, whereby the transmittance of the glass may be reduced, and the background loss at the excitation light wavelength or signal light wavelength may increase. It is preferably at most 1%, more preferably at most 0.5%, particularly preferably at most 0.3%. C
When eO 2 is contained, its content is preferably 0.01% or more. More preferably 0.05% or more,
It is particularly preferably at least 0.1%. In order to avoid a decrease in the transmittance of glass, the content of CeO 2 is set to 0.1.
It is preferably less than 5%, more preferably substantially not containing CeO 2 .
【0019】Ga2O3またはCeO2を含有し、Bi
2O3、GeO2、Ga2O3およびCeO2の含有量
の合計Bi2O3+GeO2+Ga2O3+CeO2が
70%以上であることが好ましい。また、Bi2O3を
15〜48%、GeO2を15〜60%、Ga2O3を
0.5〜25%、CeO2を0.1〜0.3%含有する
ことがより好ましい。Bi 2O3を15〜48%、Ge
O2を25〜60%、Ga2O3を5〜25%、CeO
2を0.1〜0.3%含有することがより好ましい。Ga2O3Or CeO2Containing Bi
2O3, GeO2, Ga2O3And CeO2Content of
Total Bi of2O3+ GeO2+ Ga2O3+ CeO2But
It is preferably at least 70%. Also, Bi2O3To
15-48%, GeO215 to 60%, Ga2O3To
0.5-25%, CeO20.1 to 0.3%
Is more preferable. Bi 2O315-48%, Ge
O225-60%, Ga2O35-25%, CeO
2Is more preferably contained at 0.1 to 0.3%.
【0020】本発明におけるマトリクスガラスは、下記
酸化物基準のモル%表示で、 Bi2O3 15〜80%、 GeO2 5〜80%、 Ga2O3 0〜30%、 CeO2 0〜10%、 WO3 0〜10%、 TeO2 0〜20%、 Al2O3 0〜30%、 Li2O 0〜10%、 Na2O 0〜20%、 K2O 0〜20%、 ZnO 0〜20%、 MgO 0〜20%、 CaO 0〜20%、 SrO 0〜20%、 BaO 0〜20%、 TiO2 0〜10%、 ZrO2 0〜10%、 SnO2 0〜10%、 から本質的になることが好ましい。In the present invention, the matrix glass is represented by the following oxide-based mol%, 15 to 80% of Bi 2 O 3 , 5 to 80% of GeO 2 , 0 to 30% of Ga 2 O 3, and 0 to 10 of CeO 20. %, WO 3 0~10%, TeO 2 0~20%, Al 2 O 3 0~30%, Li 2 O 0~10%, Na 2 O 0~20%, K 2 O 0~20%, ZnO 0-20%, MgO 0-20%, CaO 0-20%, SrO 0-20%, BaO 0-20%, TiO 2 0-10%, ZrO 2 0-10%, SnO 2 0-10%, Preferably consists essentially of
【0021】Bi2O3、GeO2、Ga2O3および
CeO2については先に説明したのでこれら4成分以外
の成分について以下に説明する。WO3は必須ではない
が、利得が得られる波長幅を大きくするために10%ま
で含有してもよい。10%超では光増幅率が低下するお
それがある。Since Bi 2 O 3 , GeO 2 , Ga 2 O 3 and CeO 2 have been described above, components other than these 4 components will be described below. WO 3 is not essential, but may be contained up to 10% in order to increase the wavelength width at which gain can be obtained. If it exceeds 10%, the light amplification rate may be reduced.
【0022】TeO2は必須ではないが、光増幅率を増
大させるために20%まで含有してもよい。20%超で
はガラス作製時に結晶が析出しガラスの透過率が低下す
るおそれがある。好ましくは10%以下、より好ましく
は5%以下である。TeO2を含有する場合はその含有
量は1%以上であることが好ましい。より好ましくは2
%以上である。TeO 2 is not essential, but may be contained up to 20% in order to increase the optical amplification factor. If it exceeds 20%, crystals may precipitate during glass production, and the transmittance of the glass may be reduced. It is preferably at most 10%, more preferably at most 5%. When TeO 2 is contained, its content is preferably 1% or more. More preferably 2
% Or more.
【0023】Al2O3は必須ではないが、ファイバ加
工時の失透を抑制するために30%まで含有してもよ
い。30%超ではガラス作製時に結晶が析出しガラスの
透過率が低下するおそれがある。より好ましくは20%
以下、特に好ましくは15%以下である。Al2O3を
含有する場合はその含有量は0.1%以上であることが
好ましい。より好ましくは1%以上、特に好ましくは2
%以上である。Al 2 O 3 is not essential, but may be contained up to 30% in order to suppress devitrification at the time of fiber processing. If it exceeds 30%, crystals may precipitate during glass production, and the transmittance of the glass may be reduced. More preferably 20%
Or less, particularly preferably 15% or less. When Al 2 O 3 is contained, its content is preferably at least 0.1%. More preferably 1% or more, particularly preferably 2%
% Or more.
【0024】Ga2O3、Al2O3およびTeO2の
含有量の合計は50%以下であることが好ましい。50
%超ではガラス作製時に結晶が析出しガラスの透過率が
低下するおそれがある。より好ましくは30%以下、特
に好ましくは25%以下、最も好ましくは20%以下で
ある。また、前記含有量の合計は好ましくは2%以上、
より好ましくは4%以上である。The total content of Ga 2 O 3 , Al 2 O 3 and TeO 2 is preferably 50% or less. 50
%, Crystals may be precipitated during glass production, and the transmittance of the glass may be reduced. It is more preferably at most 30%, particularly preferably at most 25%, most preferably at most 20%. Further, the total of the contents is preferably 2% or more,
It is more preferably at least 4%.
【0025】Li2O、Na2O、K2Oはいずれも必
須ではないが、ファイバ加工時の失透を抑制するために
それぞれ10%、20%、20%まで含有してもよい。
ZnO、MgO、CaO、SrO、BaOはいずれも必
須ではないが、ファイバ加工時の失透を抑制するために
それぞれ20%まで含有してもよい。TiO2、ZrO
2、SnO2はいずれも必須ではないが、ファイバ加工
時の失透を抑制するためにそれぞれ10%まで含有して
もよい。Although Li 2 O, Na 2 O and K 2 O are not essential, they may be contained up to 10%, 20% and 20%, respectively, in order to suppress devitrification during fiber processing.
Any of ZnO, MgO, CaO, SrO, and BaO is not essential, but each may contain up to 20% to suppress devitrification during fiber processing. TiO 2 , ZrO
2 and SnO 2 are not indispensable, but each may be contained up to 10% in order to suppress devitrification during fiber processing.
【0026】好ましいマトリクスガラスは本質的に上記
成分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲で他の
成分を含有してもよい。該「他の成分」の含有量の合計
は10%以下であることが好ましい。Although the preferred matrix glass consists essentially of the above-mentioned components, it may contain other components within a range not to impair the object of the present invention. The total content of the "other components" is preferably 10% or less.
【0027】前記「他の成分」について以下に述べる。
ガラス形成を容易にするために、またはファイバ加工時
の失透を抑制するために、Cs2O、CdO、PbO、
Y2O3、La2O3等を含有してもよい。増感剤とし
て、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Yb2O3
等を含有してもよい。Tb2O3、Dy2O3、Ho2
O3またはYb2O3を含有する場合、各成分の含有量
は0.001%以上であることが好ましい。より好まし
くは0.01%以上、特に好ましくは0.1%以上であ
る。The "other components" will be described below.
In order to facilitate glass formation or to suppress devitrification during fiber processing, Cs 2 O, CdO, PbO,
Y 2 O 3 , La 2 O 3 and the like may be contained. Tb 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Ho 2 O 3 , Yb 2 O 3
And the like. Tb 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Ho 2
When O 3 or Yb 2 O 3 is contained, the content of each component is preferably 0.001% or more. It is more preferably at least 0.01%, particularly preferably at least 0.1%.
【0028】なお、PbOはHVを低下させるおそれが
あるので実質的に含有しないことが好ましい。また、S
iO2またはB2O3はマルチフォノン緩和を増大させ
るおそれがあるのでいずれも実質的に含有しないことが
好ましい。[0028] Incidentally, PbO is preferably not substantially contained because it may decrease H V. Also, S
Since there is a possibility that iO 2 or B 2 O 3 may increase multiphonon relaxation, it is preferable that neither iO 2 nor B 2 O 3 be substantially contained.
【0029】本発明の光増幅ガラスの作製法については
特に制限はない。たとえば、原料を混合し、白金ルツ
ボ、白金−金合金ルツボ、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て800〜1300℃で空
気中で溶融し、得られた融液(溶融ガラス)を所定のモ
ールドにキャストする溶融法によって本発明の光増幅ガ
ラスを作製できる。なお、ガラス中の水分を減少させマ
ルチフォノン緩和の増大を抑制するためには、前記溶融
法における溶融雰囲気の水分は少ないことが好ましく、
たとえば乾燥窒素や乾燥空気等の利用が好ましい。The method for producing the optical amplification glass of the present invention is not particularly limited. For example, the raw materials are mixed, put into a platinum crucible, a platinum-gold alloy crucible, an alumina crucible, a quartz crucible or an iridium crucible, and melted in air at 800 to 1300 ° C. The light amplifying glass of the present invention can be produced by a melting method of casting into a mold. In addition, in order to reduce the moisture in the glass and suppress the increase in multiphonon relaxation, it is preferable that the moisture in the melting atmosphere in the melting method is small,
For example, use of dry nitrogen or dry air is preferable.
【0030】また、溶融法以外の方法、たとえばゾルゲ
ル法や気相蒸着法などにより本発明の光増幅ガラスを作
製してもよい。なお、このようにして作製した本発明の
光増幅ガラスをもとに、プリフォームを作成してファイ
バ化したり、または二重ルツボ法によってファイバ化し
たりすることによって光増幅ガラスファイバを作成でき
る。Further, the light amplifying glass of the present invention may be manufactured by a method other than the melting method, for example, a sol-gel method or a vapor deposition method. The optical amplification glass fiber can be produced by producing a preform on the basis of the optical amplification glass of the present invention produced in this way and forming it into a fiber, or by making it into a fiber by a double crucible method.
【0031】[0031]
【実施例】表のBi2O3からBaOまでの欄にモル%
表示で示したマトリクスガラスに、Tmの欄に質量百分
率表示で示す量のTmを添加したガラスを作製した。示
差熱分析(DTA)により求めたTgおよび結晶化開始
温度Txを表に示す(単位:℃)。また、例1、5につ
いてはHVも示す(単位:MPa)。EXAMPLES In the table, the column from Bi 2 O 3 to BaO shows mol%.
Glasses were prepared by adding the amount of Tm shown by mass percentage in the column of Tm to the matrix glass shown. A T g and the crystallization onset temperature T x which is determined by differential thermal analysis (DTA) are shown in Table (unit: ° C.). Also shown H V for example 1,5 (Unit: MPa).
【0032】なお、Txは結晶化に伴なう発熱ピークが
立ち上がり始める温度であり、結晶化が始まる目安の温
度である。Tx−Tgは50℃以上であることが好まし
い。50℃未満ではファイバ加工時に失透するおそれが
ある。より好ましくは70℃以上、特に好ましくは13
0℃以上、最も好ましくは150℃以上である。[0032] In addition, T x is the temperature to start rising is accompanied by an exothermic peak for crystallization, which is the temperature of the guideline which crystallization starts. T x -T g is preferably at 50 ° C. or higher. If the temperature is lower than 50 ° C., there is a possibility of devitrification during fiber processing. More preferably 70 ° C. or higher, particularly preferably 13 ° C.
0 ° C. or higher, most preferably 150 ° C. or higher.
【0033】例1のガラスについて、半導体レーザーダ
イオード(出力:1W)を用いて波長800nmの光を
照射し、PbSを検出器として、波長1300〜160
0nmにおける発光スペクトルを測定した。発光強度を
任意単位として、結果を図1に示す。波長1470nm
付近にTmの3H4→3F4の遷移による発光ピーク
(半値幅:122nm)が認められる。したがって、た
とえばアップコンバージョン法により、S+バンド(波
長:1450〜1490nm)およびSバンド(波長:
1490〜1530nm)における光増幅が可能であ
る。The glass of Example 1 was irradiated with light having a wavelength of 800 nm using a semiconductor laser diode (output: 1 W), and PbS was used as a detector to obtain a wavelength of 1300 to 160.
The emission spectrum at 0 nm was measured. The results are shown in FIG. 1 using the luminescence intensity as an arbitrary unit. Wavelength 1470nm
An emission peak (half-width: 122 nm) due to a transition of Tm from 3 H 4 to 3 F 4 is observed in the vicinity. Therefore, the S + band (wavelength: 1450 to 1490 nm) and the S band (wavelength:
(1490-1530 nm).
【0034】また、その半値幅Δλは122nmであ
り、先に例示したTm添加フッ化物ガラスの76nm、
Tm添加テルライトガラスの114nmよりも大きい。
したがって、これら従来のTm添加ガラスよりも利得が
得られる波長幅が大きく、光増幅ガラスとして優れてい
る。例2〜5、10〜13、24についても同様にして
Δλを測定した。結果を表に示す(単位:nm)。The half width Δλ is 122 nm, which is 76 nm of the Tm-doped fluoride glass exemplified above.
It is larger than 114 nm of Tm-doped tellurite glass.
Therefore, the wavelength width in which gain can be obtained is larger than those of the conventional Tm-doped glass, and the glass is excellent as an optical amplification glass. For Examples 2 to 5, 10 to 13, and 24, Δλ was measured in the same manner. The results are shown in the table (unit: nm).
【0035】[0035]
【表1】 [Table 1]
【0036】[0036]
【表2】 [Table 2]
【0037】[0037]
【表3】 [Table 3]
【0038】[0038]
【表4】 [Table 4]
【0039】[0039]
【発明の効果】本発明によれば、励起光として強度の大
きいレーザー光を使用しても熱的な損傷が起りにくく、
またファイバ化しても破断しにくく、かつS+バンドお
よびSバンドの光増幅が可能であり、また、利得が得ら
れる波長幅が大きな光増幅ガラスが得られ、S+バンド
およびSバンドにおいても波長多重伝送方式による大容
量の情報伝送が可能になる。According to the present invention, thermal damage hardly occurs even when a high intensity laser beam is used as the excitation light.
The hardly broken even if the fiber of, and is capable of optical amplification of S + band and S-band, also wavelength width gain can be obtained a large optical amplifying glass is obtained, wavelengths in the S + band and S-band Large-capacity information transmission by the multiplex transmission method becomes possible.
【図1】本発明の光増幅ガラスの発光スペクトルを示す
図。FIG. 1 is a diagram showing an emission spectrum of a light amplification glass of the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田部 勢津久 京都府京都市伏見区深草西浦町3−89 シ ャトー深草1st20A Fターム(参考) 4G062 AA04 BB07 CC10 DA01 DA10 DB01 DB02 DB03 DB04 DC01 DD01 DE01 DE02 DE03 DE04 DF01 EA01 EA02 EA03 EA10 EB01 EB02 EB03 EB04 EC01 EC02 EC03 EC04 ED01 ED02 ED03 ED04 EE01 EE02 EE03 EE04 EF01 EF02 EF03 EF04 EG01 EG02 EG03 EG04 FA01 FB01 FB02 FB03 FC01 FC02 FC03 FD03 FD04 FD05 FD06 FD07 FE01 FE02 FE03 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 FL02 FL03 GA04 GA05 GA06 GA07 GB01 GC01 GD01 GD02 GD03 GD04 GE01 HH01 HH03 HH05 HH06 HH07 HH08 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK08 KK10 MM04 NN01 5F072 AB07 PP07 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Settsuhisa Tabe 3-89 Fukasaku Nishiuracho, Fushimi-ku, Kyoto, Kyoto 1st20A F-term (reference) 4G062 AA04 BB07 CC10 DA01 DA10 DB01 DB02 DB03 DB04 DC01 DD01 DE01 DE02 DE03 DE04 DF01 EA01 EA02 EA03 EA10 EB01 EB02 EB03 EB04 EC01 EC02 EC03 EC04 ED01 ED02 ED03 ED04 EE01 EE02 EE03 EE04 EF01 EF02 EF03 EF01 FE01 FD01 FC03 FD01 FC03 FD01 FC03 FD01 FC03 FD01 FC03 FK01 FL01 FL02 FL03 GA04 GA05 GA06 GA07 GB01 GC01 GD01 GD02 GD03 GD04 GE01 HH01 HH03 HH05 HH06 HH07 HH08 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK03 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05 KK05
Claims (7)
001〜10%のTmが添加されている光増幅ガラスで
あって、該マトリクスガラスがBi2O3を15〜80
モル%含有し、かつGeO2を含有する光増幅ガラス。1. The method of claim 1 wherein the matrix glass contains 0.1% by mass.
An optical amplification glass to which Tm of 001 to 10% is added, wherein the matrix glass has a Bi 2 O 3 of 15 to 80.
Containing mol%, and an optical amplifying glass containing GeO 2.
O2を含有し、Bi2O3+GeO 2+Ga2O3+C
eO2が70モル%以上である請求項1に記載の光増幅
ガラス。2. The matrix glass is Ga2O3Or Ce
O2Containing Bi2O3+ GeO 2+ Ga2O3+ C
eO2Is 70 mol% or more.
Glass.
%表示で、 Bi2O3 15〜80%、 GeO2 5〜80%、 Ga2O3 0〜30%、 CeO2 0〜10%、 WO3 0〜10%、 TeO2 0〜20%、 Al2O3 0〜30%、 Li2O 0〜10%、 Na2O 0〜20%、 K2O 0〜20%、 ZnO 0〜20%、 MgO 0〜20%、 CaO 0〜20%、 SrO 0〜20%、 BaO 0〜20%、 TiO2 0〜10%、 ZrO2 0〜10%、 SnO2 0〜10%、 から本質的になる請求項1または2に記載の光増幅ガラ
ス。3. A matrix glass in mole% based on the following oxides, Bi 2 O 3 15~80%, GeO 2 5~80%, Ga 2 O 3 0~30%, CeO 2 0~10%, WO 3 0~10%, TeO 2 0~20 %, Al 2 O 3 0~30%, Li 2 O 0~10%, Na 2 O 0~20%, K 2 O 0~20%, ZnO 0~ 20%, MgO 0-20%, CaO 0-20%, SrO 0-20%, BaO 0-20%, TiO 2 0-10%, ZrO 2 0-10%, SnO 2 0-10% The optical amplification glass according to claim 1 or 2, wherein
48モル%、GeO2を15〜60モル%、Ga2O3
を0.5〜25モル%、CeO2を0.1〜0.3モル
%含有する請求項1、2または3に記載の光増幅ガラ
ス。4. The matrix glass according to claim 1, wherein Bi 2 O 3 is 15 to
48 mol%, 15-60 mol% of GeO 2 , Ga 2 O 3
0.5 to 25 mol%, the optical amplification glass according to claim 1, 2 or 3 containing CeO 2 0.1 to 0.3 mol%.
3のいずれも含有しない請求項1、2、3または4に記
載の光増幅ガラス。5. The matrix glass is composed of SiO 2 and B 2 O.
3 optical amplifying glass according to claim 1, 2, 3 or 4 none containing.
1〜5のいずれかに記載の光増幅ガラス。6. The optical amplification glass according to claim 1, wherein the glass transition point is 360 ° C. or higher.
請求項1〜6のいずれかに記載の光増幅ガラス。7. The optical amplifier glass according to claim 1, which has a Vickers hardness of 3.6 GPa or more.
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