JP2003183049A - 光増幅ガラスおよび光導波路 - Google Patents

光増幅ガラスおよび光導波路

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Abstract

(57)【要約】 【課題】短い長さでも強度が０．１ｍＷの信号光につい
て充分な利得が得られ、またＬバンドを含む波長帯の光
の増幅に用いると所望の変換効率が得られる光増幅ガラ
スおよび光導波路の提供。 【解決手段】マトリクスガラス１００質量部に０．１〜
１０質量部の割合でＥｒ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２０〜
８０モル％、Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２を５〜７５モル％、Ｇ
ａ２Ｏ３＋ＷＯ３＋ＴｅＯ２を０．１〜３５モル％、Ｌ
ａ２Ｏ３を０．０１〜１５モル％含有する光増幅ガラ
ス。また、前記光増幅ガラスをコアとする光導波路。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は１５３０〜１６３０
ｎｍの波長の光の増幅に好適な光増幅ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】通信サービスの多様化に対応できる光通
信方式として、波長多重のチャンネル数を増加させて伝
送容量の増大を図る波長多重光通信方式（ＷＤＭ）等が
提案されている。ところで、Ｃバンド（波長：１５３０
〜１５６０ｎｍ）またはＬバンド（波長：１５７０〜１
６２０ｎｍ）の光を信号光とするＷＤＭ等においてはこ
れら信号光を増幅する光ファイバ増幅器が必須であり、
このような増幅器としてＥＤＦＡの開発が行われてい
る。
【０００３】ＥＤＦＡとは、その光ファイバのコアがＥ
ｒ添加ガラスである光ファイバ増幅器である。このよう
な光ファイバとして、コアが石英ガラスであるＥｒ添加
石英系ファイバ、および、コアがフッ化物ガラスである
Ｅｒ添加フッ化物ガラスファイバが例示される。
【０００４】しかし、Ｅｒ添加石英系ファイバを用いた
ＥＤＦＡには、その光ファイバの長さが典型的には２０
ｍ以上であり、３０ｃｍ程度の大きさのＥＤＦＡ容器の
中に収容するためにはこれをボビン状に巻かなければな
らない問題があった。また、Ｅｒ添加フッ化物ガラスフ
ァイバを用いたＥＤＦＡは、そのガラス転移点が典型的
には３２０℃以下であり、そのために、光増幅のための
励起光の強度が大きくなると熱的な損傷がおこるおそれ
があった。
【０００５】これらの問題を解決するために、特開２０
０１−１０２６６１号公報には、波長が１．５０μｍ以
上１．５９μｍ以下、強度が０．００１ｍＷである信号
光について９ｄＢ以上の利得が得られる、長さ６ｃｍの
樹脂コートガラスファイバが開示されている。なお、長
さが６ｃｍであればボビン状に巻く必要はない。また、
前記樹脂コートガラスファイバのコアは、酸化ビスマス
系マトリクスガラス（モル％表示で、Ｂｉ２Ｏ３：４
２．８％、Ｂ２Ｏ３：２８．５％、ＳｉＯ２：１４．３
％、Ｇａ２Ｏ３：７．１％、Ａｌ２Ｏ３：７．１％、Ｃ
ｅＯ２：０．２％）１００質量部に０．６質量部の割合
でＥｒが添加されたＥｒ添加酸化ビスマス系ガラス（以
下、従来ガラスという。）である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来ガラスの前記利得
はファイバ長さが６ｃｍ、信号光強度が０．００１ｍＷ
の場合についてのものであるが、一般に利得は信号光強
度が大きくなるほど低下することが知られており、通常
ＷＤＭ等で使用される強度が約０．１ｍＷの信号光につ
いては従来ガラスによっては所望の利得が得られないお
それがある。
【０００７】また、従来ガラスをＬバンドを含む波長帯
の光の増幅に用いると所望の変換効率が得られないおそ
れがある。本発明は、以上の課題を解決できる光増幅ガ
ラスおよび光導波路の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、マトリクスガ
ラス１００質量部に０．１〜１０質量部の割合でＥｒ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と、Ｂ２Ｏ３およびＳｉＯ２の少なく
ともいずれか一方と、Ｇａ２Ｏ３、ＷＯ３およびＴｅＯ
２からなる群の１種以上と、Ｌａ２Ｏ３とを含有し、Ｂ
ｉ２Ｏ３が２０〜８０モル％、Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２が５
〜７５モル％、Ｇａ２Ｏ３＋ＷＯ３＋ＴｅＯ２が０．１
〜３５モル％、Ｌａ２Ｏ３が０．０１〜１５モル％であ
る光増幅ガラスを提供する。また、前記光増幅ガラスを
コアとする光導波路を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の光増幅ガラス（以下本発
明のガラスという。）は通常、コア／クラッド構造の光
導波路、たとえば同構造のガラスファイバまたは同構造
の平面導波路のコアとして使用される。なお、このよう
な光導波路は本発明の光導波路である。
【００１０】本発明の光導波路は１５３０〜１６３０ｎ
ｍの波長の光、特にＣバンドの光を短い長さで増幅する
のに好適である。また、Ｌバンドの光を高変換効率で増
幅するのに好適である。この増幅は、増幅されるべき光
（信号光）とともに励起光をコアに入射することによっ
て行われ、前記励起光としては通常、波長が９７０〜９
９０ｎｍまたは１４７０〜１４９０ｎｍのレーザー光が
使用される。通常、Ｃバンドの光の増幅には波長が９７
０〜９９０ｎｍの励起光が、Ｌバンドの光の増幅には波
長が１４７０〜１４９０ｎｍの励起光がそれぞれ使用さ
れるがこれに限定されない。
【００１１】本発明の光導波路を８ｃｍまたはそれ以下
の長さでＣバンドの光の増幅に用いる場合、波長が１５
３０ｎｍ以上１５６０ｎｍ以下、強度が０．１ｍＷの光
に対する利得が、該光導波路の長さが５ｃｍのときに８
ｄＢ以上であることが好ましい。長さが５ｃｍのときの
前記利得が８ｄＢ未満では、前記課題を解決できないお
それがある、すなわち、長さが８ｃｍまたはそれ以下の
ときに強度が０．１ｍＷの信号光について充分な利得が
得られないおそれがある。長さが５ｃｍのときの前記利
得はより好ましくは９ｄＢ以上である。
【００１２】本発明の光導波路を、Ｌバンドを含む波長
帯の光の増幅に用いる場合、波長が１６００ｎｍの光に
対する変換効率ηが１０％以上であることが好ましい。
１０％未満では所望の利得が得られないおそれがある。
より好ましくは１５％以上である。ここでηは信号光出
射強度と励起光強度の比の百分率表示である。
【００１３】ηが１０％以上であり、かつ１５３０〜１
６２０ｎｍの波長帯において強度が１ｍＷの光に対する
３ｄＢバンド幅が５５ｎｍ以上であることがより好まし
い。特に好ましくは６０ｎｍ以上である。また、ηが１
０％以上であり、かつ波長が１６２０ｎｍであって強度
が１ｍＷの光に対する利得が１０ｄＢ以上であることが
より好ましい。特に好ましくは１５ｄＢ以上である。
【００１４】ηが１０％以上であり、１５３０〜１６２
０ｎｍの波長帯において強度が１ｍＷの光に対する３ｄ
Ｂバンド幅が５５ｎｍ以上であり、かつ波長が１６２０
ｎｍであって強度が１ｍＷの光に対する利得が１０ｄＢ
以上であることが特に好ましい。
【００１５】本発明のガラスをコアとする光ファイバ
（以下本発明の光ファイバという。）におけるコア径、
クラッド径はそれぞれ典型的には２〜１０μｍ、１００
〜２００μｍである。
【００１６】本発明の光ファイバをボビン状に巻かずに
ＥＤＦＡに使用する場合、その長さは８ｃｍ以下である
ことが好ましい。より好ましくは６ｃｍ以下、特に好ま
しくは５ｃｍ以下である。
【００１７】本発明の光ファイバのクラッドの屈折率ｎ
２とコアすなわち本発明のガラスの屈折率ｎ１とは次式
を満足することが好ましい。なお、ｎ１は典型的には
１．８〜２．２である。 ０．０００５≦（ｎ１−ｎ２）／ｎ１≦０．１ また、前記クラッドはガラスからなることが好ましく、
該ガラスはモル％表示で本質的に、Ｂｉ２Ｏ３：２５〜
７０％、Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２：５〜７４．８９％、Ａｌ
２Ｏ３＋Ｇａ２Ｏ３：０．１〜３０％、ＣｅＯ２：０．
０１〜１０％からなることがより好ましい。
【００１８】本発明の光ファイバは、たとえばコアガラ
スとクラッドガラスを複合化したプリフォームを周知の
押出し成形法によって作製し、このプリフォームを延伸
して作製される。
【００１９】本発明のガラスのガラス転移点Ｔｇは３６
０℃以上であることが好ましい。Ｔ ｇが３６０℃未満で
は、励起光として強度の大きいレーザー光を使用したと
きにガラスの温度が局所的に高くなって熱的に損傷し、
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。より好ましくは４００℃以上、特に好ましくは
４２０℃以上である。
【００２０】本発明のガラスはマトリクスガラスおよび
Ｅｒからなる。マトリクスガラスに対するＥｒの添加量
が、マトリクスガラスを１００質量部して０．１質量部
未満では充分な利得が得られない。好ましくは０．２質
量部以上である。１０質量部超では、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利得が低下す
る。好ましくは７質量部以下、より好ましくは４質量部
以下、特に好ましくは３質量部以下である。
【００２１】本発明のガラスを、ボビン状に巻かずにＥ
ＤＦＡに使用される光ファイバ（その長さは典型的には
８ｃｍ以下）に使用する場合またはＥＤＦＡに使用され
るコンパクトな平面導波路（その長さは典型的には８ｃ
ｍ以下）に使用する場合、Ｅｒはマトリクスガラス１０
０質量部に０．５質量部以上添加されていることが好ま
しい。より好ましくは０．８質量部以上、特に好ましく
は１．０質量部以上である。
【００２２】これらの場合におけるＥｒの添加割合はマ
トリクスガラス１００質量部に対して１〜３質量部であ
ることが好ましい。より好ましくは１．２〜３質量部、
特に好ましくは１．５〜３質量部である。
【００２３】本発明のガラスを、Ｌバンドを含む波長帯
の光の増幅に用いる場合、Ｅｒはマトリクスガラス１０
０質量部に０．１質量部以上１質量部未満の割合で添加
されていることが好ましい。より好ましくは０．２質量
部以上、特に好ましくは０．３質量部以上である。ま
た、より好ましくは０．９質量部以下、特に好ましくは
０．８質量部以下である。
【００２４】次に、本発明のガラスにおけるマトリクス
ガラスの組成についてモル％を単に％と表示して説明す
る。Ｂｉ２Ｏ３は必須成分である。その含有量が２０％
未満では利得が得られる波長幅Δλが小さい。好ましく
は３０％以上、より好ましくは３５％以上、特に好まし
くは４０％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６
０％以下、特に好ましくは５０％以下である。ここでい
う失透とは結晶析出の顕著なものであり、ファイバ加工
時にファイバ切れを起こしたり、光ファイバとしての使
用時にファイバ破壊を起こしたりするものである。
【００２５】Ｂ２Ｏ３およびＳｉＯ２はネットワークフ
ォーマであり、ガラス作製時の結晶析出を抑制してガラ
ス形成を容易にするために、少なくともいずれか一方を
含有しなければならない。これらの含有量の合計Ｂ２Ｏ
３＋ＳｉＯ２が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。より好ましくは１０
％以上、さらに好ましくは１５％以上、特に好ましくは
１９％以上、最も好ましくは２５％以上である。７５％
超では利得が低下する。より好ましくは６０％以下、さ
らに好ましくは５５％以下、特に好ましくは４５％以
下、最も好ましくは４０％以下である。
【００２６】Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは６０％以
下、より好ましくは４５％以下、特に好ましくは３０％
以下である。耐水性を向上させたい場合または利得をよ
り高めたい場合、その含有量を２０％以下とすることが
好ましく、Ｂ２Ｏ３を含有しないことがより好ましい。
【００２７】ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは６０％以
下、より好ましくは５０％以下、特に好ましくは４５％
以下、最も好ましくは４０％以下である。ＳｉＯ２を含
有する場合、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１０％以上、特に好ましくは１９％
以上、最も好ましくは２５％以上である。
【００２８】Ｇａ２Ｏ３、ＷＯ３およびＴｅＯ２はΔλ
を大きくする成分であり、これら３成分の１種以上を含
有しなければならない。これらの含有量の合計Ｇａ２Ｏ
３＋ＷＯ３＋ＴｅＯ２が０．１％未満ではΔλが小さく
なる。好ましくは３％以上、より好ましくは５％以上、
特に好ましくは１０％以上である。３５％超では利得が
低下する。好ましくは３０％以下、より好ましくは２５
％以下である。なお、Δλを大きくしたい場合、Ｇａ２
Ｏ３を含有することが好ましい。
【００２９】Ｇａ２Ｏ３の含有量は３０％以下であるこ
とが好ましい。より好ましくは２０％以下である。Ｇａ
２Ｏ３を含有する場合、その含有量は、好ましくは１％
以上、より好ましくは５％以上、特に好ましくは１０％
以上である。
【００３０】ＷＯ３の含有量は３０％以下であることが
好ましい。より好ましくは２０％以下、特に好ましくは
１０％以下である。ＷＯ３を含有する場合、その含有量
は、好ましくは１％以上、より好ましくは３％以上であ
る。
【００３１】ＴｅＯ２の含有量は３０％以下であること
が好ましい。より好ましくは２０％以下である。ＴｅＯ
２を含有する場合、その含有量は、好ましくは１％以
上、より好ましくは３％以上である。
【００３２】Ｌａ２Ｏ３は濃度消光を起こりにくくする
効果または利得を増大させる効果を有し、必須である。
０．０１％未満では前記効果が小さい。好ましくは０．
１％以上である。１５％超ではガラス化が困難になる、
または光損失が増加しやすくなる。好ましくは１２％以
下、より好ましくは１０％以下である。
【００３３】本発明のガラスを、ボビン状に巻かずにＥ
ＤＦＡに使用される光ファイバに使用する前述の場合ま
たはＥＤＦＡに使用されるコンパクトな平面導波路に使
用する前述の場合、Ｅｒのマトリクスガラスへの添加割
合が典型的には１質量部以上と高くなるので、Ｅｒによ
る濃度消光を抑制するためにＬａ２Ｏ３は１％以上とす
ることが好ましい。より好ましくは２％以上である。
【００３４】本発明のガラスを、Ｌバンドを含む波長帯
の光の増幅に用いる場合、Ｌａ２Ｏ ３は０．５〜４％で
あることが好ましい。この場合光ファイバまたは平面導
波路の長さ（典型的には８０ｃｍ以上）が長いので４％
超では光損失のために所望の光増幅を得にくくなる。よ
り好ましくは３％以下、特に好ましくは２．５％以下で
ある。
【００３５】本発明におけるマトリクスガラスは、下記
酸化物基準で、 Ｂｉ２Ｏ３ ２０〜８０％、 Ｂ２Ｏ３ ０〜６０％、 ＳｉＯ２ ０〜６０％、 Ｇａ２Ｏ３ ０〜３０％、 ＷＯ３ ０〜３０％、 ＴｅＯ２ ０〜３０％、 Ｌａ２Ｏ３ ０．０１〜１５％、 Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％、 ＧｅＯ２ ０〜３０％、 ＴｉＯ２ ０〜３０％、 ＳｎＯ２ ０〜３０％、 ＣｅＯ２ ０〜２％、 から本質的になることが好ましい。
【００３６】上記好ましいマトリクスガラスの、先に説
明したＢｉ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｇａ２Ｏ３、
ＷＯ３、ＴｅＯ２およびＬａ２Ｏ３以外の成分について
以下に説明する。Ａｌ２Ｏ３は必須ではないが、ガラス
作製時の結晶析出を抑制してガラス形成を容易にするた
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。より好ましくは９％以下、さ
らに好ましくは８％以下、特に好ましくは７％以下、最
も好ましくは５％以下である。Ａｌ２Ｏ３を含有する場
合、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。
【００３７】ガラス作製時の結晶析出を抑制してガラス
形成を容易にするために、Ａｌ２Ｏ ３およびＧａ２Ｏ３
の少なくともいずれか一方を含有し、これらの含有量の
合計Ａｌ２Ｏ３＋Ｇａ２Ｏ３が３０％以下であることが
好ましい。３０％超ではガラス化が困難になるおそれが
ある、またはＴｇが低くなるおそれがある。より好まし
くは２５％以下である。また、Ａｌ２Ｏ３＋Ｇａ２Ｏ３
は好ましくは３％以上、より好ましくは８％以上、特に
好ましくは１２％以上である。
【００３８】ＧｅＯ２は必須ではないが、ガラス形成を
容易にする効果、または屈折率を高くする効果を有し、
３０％まで含有してもよい。３０％超ではガラスが結晶
化しやすくなる。好ましくは１０％以下、より好ましく
は５％以下である。ＧｅＯ２を含有する場合、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％以上である。
【００３９】ＣｅＯ２は必須ではないが、Ｂｉ２Ｏ３が
ガラス融液中で金属ビスマスとなって析出しガラスの透
明性を低下させるのを防止するために、２％まで含有し
てもよい。２％超ではガラスの黄色またはオレンジ色の
着色が顕著になり透過率が低下する。好ましくは１％以
下、より好ましくは０．５％以下である。ＣｅＯ２を含
有する場合、その含有量は０．１％以上であることが好
ましい。なお、透過率を高めたい場合はＣｅＯ２を含有
しないことが好ましい。
【００４０】ＴｉＯ２および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３０％までの範囲で含有してもよい。それぞれの
含有量は１０％以下であることがより好ましい。
【００４１】本発明における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、他の成分を本発明の目
的を損なわない範囲で含有してもよい。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。た
とえば、ファイバ加工時の失透を抑制するため、または
ガラス化を容易にするために、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｓｒ
Ｏ、ＢａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｃ
ｄＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＰｂＯ等を、濃度消光または失透を
抑制するためにＹｂ２Ｏ３を含有してもよい。なお、Ｙ
ｂ２Ｏ３を含有する場合、その含有量は５％以下である
ことが好ましい。
【００４２】本発明のガラスの製造方法については特に
制限はなく、たとえば、原料を調合して混合し、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、８００〜１３００℃で空気中で溶解し、得られ
た融液を所定のモールドにキャストする溶融法によって
製造できる。また、ゾルゲル法や気相蒸着法などの溶融
法以外の方法で製造してもよい。
【００４３】
【実施例】表１〜３のＢｉ２Ｏ３からＣｅＯ２までの欄
にモル％表示で示す組成のマトリクスガラスに、マトリ
クスガラスを１００質量部として表に質量部表示で示す
割合のＥｒを添加したガラスを、１２００℃で溶解する
溶融法により作製した。なお、例１（クラッド）、例２
（クラッド）、例３（クラッド）、例４（クラッド）、
例５（クラッド）および例６（クラッド）においてはＥ
ｒを添加しなかった。
【００４４】例１（コア）、例３（コア）、例４（コ
ア）および例５（コア）は本発明のガラスの実施例であ
る。その他のガラスは比較例である。これらガラスにつ
いて、波長１．５５μｍにおける屈折率ｎをエリプソメ
ータにより、ガラス転移点Ｔｇ（単位：℃）を示差熱分
析（ＤＴＡ）によりそれぞれ測定した。結果を表に示
す。
【００４５】例１（コア）および例１（クラッド）から
コア径が４μｍ、クラッド径が１２４μｍ、長さが５ｃ
ｍである光ファイバ１を、例２（コア）および例２（ク
ラッド）からコア径が４μｍ、クラッド径が１２４μ
ｍ、長さが５ｃｍである光ファイバ２を、例３（コア）
および例３（クラッド）からコア径が４．５μｍ、クラ
ッド径が１２５μｍ、長さが９８ｃｍである光ファイバ
３を、例４（コア）および例４（クラッド）からコア径
が４．９μｍ、クラッド径が１２５μｍ、長さが２５４
ｃｍである光ファイバ４を、例５（コア）および例５
（クラッド）からコア径が４．７μｍ、クラッド径が１
２５μｍ、長さが２５３ｃｍである光ファイバ５を、例
６（コア）および例６（クラッド）からコア径が４．０
μｍ、クラッド径が１２５μｍ、長さが１１８ｃｍであ
る光ファイバ６を、それぞれ周知の押出し成形法によっ
て作製したプリフォームを延伸して作製した。光ファイ
バ１、３、４、５は本発明の光導波路の実施例、光ファ
イバ２、６は比較例である。
【００４６】光ファイバ１、２に、波長９８０ｎｍ、強
度２３０ｍＷのレーザー光（励起光）と表４、５に示す
波長（単位：ｎｍ）の信号光（強度＝０．１ｍＷ）とを
入射して、また光ファイバ３〜６に、波長１４８０ｎ
ｍ、強度２８０ｍＷのレーザー光（励起光）と表４、５
に示す波長の信号光（強度＝１ｍＷ）とを入射して、利
得Ｇ（単位：ｄＢ）を測定した。Ｇの測定結果を表４、
５に示す。
【００４７】Ｇは、信号光の光ファイバへの入射強度Ｉ
ｉｎと光ファイバからの出射強度Ｉ ｏｕｔとから次式に
よって算出され、その測定誤差は±０．５ｄＢである。 Ｇ＝１０×ｌｏｇ（Ｉｏｕｔ−Ｉｉｎ／Ｉｉｎ）。
【００４８】表４、５から、強度が１ｍＷの光に対する
３ｄＢバンド幅が光ファイバ３、４、５、６においてそ
れぞれ７５ｎｍ、７５ｎｍまたはそれ以上、７０ｎｍま
たはそれ以上、７０ｎｍまたはそれ以上であることがわ
かる。
【００４９】また、光ファイバ１、２に、波長が９８０
ｎｍであり、表６に示す強度（単位：ｍＷ）を有するレ
ーザー光（励起光）と波長が１５６０ｎｍの信号光（強
度＝１ｍＷ）とを入射してＧ（単位：ｄＢ）を測定し
た。表６に示す測定結果から、長さが５ｃｍの光ファイ
バ１においては、励起光強度が１２０ｍＷ以上のときに
８ｄＢ以上のＧが得られることがわかる。
【００５０】また、光ファイバ３〜６に、波長が１４８
０ｎｍであり表７または表８に示す強度（単位：ｍＷ）
を有するレーザー光（励起光）と波長が１６００ｎｍの
信号光（強度＝１ｍＷ）とを入射してＧ（単位：ｄＢ）
およびＩｏｕｔ（単位：ｍＷ）を測定した。表７にＧの
測定結果を、表８にＩｏｕｔの測定結果をそれぞれ示
す。
【００５１】表８から、光ファイバ３は励起光強度が１
８６ｍＷ以上で、光ファイバ４は励起光強度が１００ｍ
Ｗ以上で、光ファイバ５は励起光強度が７９ｍＷ以上
で、それぞれ前記ηが１０％以上となることがわかる。
一方、比較例である光ファイバ６は励起光強度が４００
ｍＷでもηは８．２％、すなわち１０％未満である。
【００５２】なお、表６、７、８において強度が０ｍＷ
の場合は、レーザー光を入射せず信号光のみを入射した
場合である。
【００５３】光ファイバ１はボビン状に巻かずにＥＤＦ
Ａに使用される光ファイバに使用する前述の場合または
ＥＤＦＡに使用されるコンパクトな平面導波路に使用す
る前述の場合に好適である。光ファイバ３、４、５はＬ
バンドを含む波長帯の光の増幅に用いる場合に好適であ
る。
【００５４】また、Ｌａ２Ｏ３の含有量と光損失の関係
を次のようにして調べた。すなわち、例３（コア）、例
３（クラッド）のＬａ２Ｏ３含有量４．３モル％を２．
８モル％に減少させた例７（コア）、例７（クラッ
ド）、１．４モル％に減少させた例８（コア）、例８
（クラッド）、０モル％に減少させた例９（コア）、例
９（クラッド）のガラスを先に述べたと同様に作製し
た。なお、Ｌａ２Ｏ３含有量の減少分だけＳｉＯ２の含
有量を増加させた。表９に、表１〜３と同様にして例７
（コア）〜例９（クラッド）のガラスの組成を示す。
【００５５】光ファイバ３と同様にして、例７（コア）
および例７（クラッド）から光ファイバ７を、例８（コ
ア）および例８（クラッド）から光ファイバ８を、例９
（コア）および例９（クラッド）から光ファイバ９を作
製した。同様に光ファイバ、９を作製した。光ファイバ
３、７、８、９の波長１３１０ｎｍの光に対する光損失
をカットバック法により測定した結果、それぞれ２．１
ｄＢ／ｍ、１．４ｄＢ／ｍ、０．７ｄＢ／ｍ、０．７ｄ
Ｂ／ｍであった。すなわち、Ｌａ２Ｏ３含有量が４モル
％超では光損失が２ｄＢ／ｍ以上であり、長さの長い光
ファイバではその光損失が無視できなくなるおそれがあ
る。なお、Ｅｒによる吸収を避けるために前記波長の光
を使用して光損失を測定した。
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
【表３】
【００５９】
【表４】
【００６０】
【表５】
【００６１】
【表６】
【００６２】
【表７】
【００６３】
【表８】
【００６４】
【表９】
【００６５】
【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、
かつ、濃度消光の起こりにくい光増幅ガラスおよび増幅
機能を有する光導波路が得られる。また、長さが短くと
も所望の増幅機能を有し、ボビン状に巻くことなくＥＤ
ＦＡに使用できる光ファイバが得られる。
【００６６】また、Ｌバンドを含む波長帯の光の増幅に
おいても高い変換効率を有する光導波路が得られる。さ
らに、同増幅において広い３ｄＢバンド幅を有する光導
波路得ることも可能となり、また１６２０ｎｍにおける
利得が１０ｄＢ以上である光導波路得ることも可能とな
る。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ０２Ｂ 6/16 Ｇ０２Ｂ 6/16 Ｈ０１Ｓ 3/06 Ｈ０１Ｓ 3/06 Ｂ (72)発明者 落合 克弘 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 (72)発明者 深澤 寧司 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 (72)発明者 廣瀬 武史 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 (72)発明者 マニュエル レイエス 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 Ｆターム(参考） 2H050 AB07Z AB18X AB18Z AD00 4G062 AA01 BB01 BB07 CC10 DA01 DA02 DA03 DA04 DA05 DA06 DB01 DB02 DB03 DC01 DC02 DC03 DC04 DC05 DC06 DD01 DE01 DF01 EA01 EA10 EB01 EC01 ED01 EE01 EF01 EG01 FA01 FB01 FB02 FB03 FB04 FC01 FD01 FD02 FD03 FD04 FE01 FE02 FE03 FE04 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK02 FK03 FK04 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 KK06 KK07 MM04 NN34 NN40 5F072 AB09 AK06 JJ01 JJ02 RR01 YY17

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】マトリクスガラス１００質量部に０．１〜
    １０質量部の割合でＥｒ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と、Ｂ２Ｏ
    ３およびＳｉＯ２の少なくともいずれか一方と、Ｇａ２
    Ｏ３、ＷＯ３およびＴｅＯ２からなる群の１種以上と、
    Ｌａ２Ｏ３とを含有し、Ｂｉ２Ｏ３が２０〜８０モル
    ％、Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２が５〜７５モル％、Ｇａ２Ｏ３
    ＋ＷＯ３＋ＴｅＯ２が０．１〜３５モル％、Ｌａ２Ｏ３
    が０．０１〜１５モル％である光増幅ガラス。
  2. 【請求項２】マトリクスガラスが下記酸化物基準のモル
    ％表示で、 Ｂｉ２Ｏ３ ２０〜８０％、 Ｂ２Ｏ３ ０〜６０％、 ＳｉＯ２ ０〜６０％、 Ｇａ２Ｏ３ ０〜３０％、 ＷＯ３ ０〜３０％、 ＴｅＯ２ ０〜３０％、 Ｌａ２Ｏ３ ０．０１〜１５％、 Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％、 ＧｅＯ２ ０〜３０％、 ＴｉＯ２ ０〜３０％、 ＳｎＯ２ ０〜３０％、 ＣｅＯ２ ０〜２％、 から本質的になる請求項１に記載の光増幅ガラス。
  3. 【請求項３】マトリクスガラスにおけるＬａ２Ｏ３含有
    量が０．５〜４モル％である請求項１または２に記載の
    光増幅ガラス。
  4. 【請求項４】Ｅｒがマトリクスガラス１００質量部に１
    質量部未満の割合で添加されている請求項１、２または
    ３に記載の光増幅ガラス。
  5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の光増幅ガ
    ラスをコアとする光導波路。
  6. 【請求項６】請求項５に記載の光導波路であって、波長
    が１５３０ｎｍ以上１５６０ｎｍ以下であって強度が
    ０．１ｍＷの光に対する利得が、該光導波路の長さが５
    ｃｍのときに８ｄＢ以上である光導波路。
  7. 【請求項７】１５３０〜１６２０ｎｍの波長帯において
    強度が１ｍＷの光に対する３ｄＢバンド幅が５５ｎｍ以
    上であり、かつ波長が１６００ｎｍの光に対する変換効
    率が１０％以上である請求項５に記載の光導波路。
  8. 【請求項８】波長が１６２０ｎｍであって強度が１ｍＷ
    の光に対する利得が１０ｄＢ以上であり、かつ波長が１
    ６００ｎｍの光に対する変換効率が１０％以上である請
    求項５または７に記載の光導波路。
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