JP2003318473A - 光ファイバ - Google Patents
光ファイバInfo
- Publication number
- JP2003318473A JP2003318473A JP2002362240A JP2002362240A JP2003318473A JP 2003318473 A JP2003318473 A JP 2003318473A JP 2002362240 A JP2002362240 A JP 2002362240A JP 2002362240 A JP2002362240 A JP 2002362240A JP 2003318473 A JP2003318473 A JP 2003318473A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- refractive index
- wavelength
- core portion
- absorption coefficient
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Lasers (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 吸収係数と波長分散が大きい光増幅用の光フ
ァイバを提供する。 【解決手段】 例えばエルビウム等の少なくとも一種類
の希土類元素が添加されたコア部１と、該コア部１の外
周側に設けられて該コア部１より屈折率が小さい第１ク
ラッド部２と、該第１クラッド部２の外周側に設けられ
て該第１クラッド部２より屈折率が大きく、かつ、前記
コア部１より屈折率が小さい第２クラッド部５とを設け
て、Ｗ型屈折率プロファイルとする。コア部１の屈折率
分布をα分布型プロファイルとする。
ァイバを提供する。 【解決手段】 例えばエルビウム等の少なくとも一種類
の希土類元素が添加されたコア部１と、該コア部１の外
周側に設けられて該コア部１より屈折率が小さい第１ク
ラッド部２と、該第１クラッド部２の外周側に設けられ
て該第１クラッド部２より屈折率が大きく、かつ、前記
コア部１より屈折率が小さい第２クラッド部５とを設け
て、Ｗ型屈折率プロファイルとする。コア部１の屈折率
分布をα分布型プロファイルとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信等に用いら
れ、主に光増幅器に適用される光増幅用の光ファイバに
関するものである。
れ、主に光増幅器に適用される光増幅用の光ファイバに
関するものである。
【０００２】
【背景技術】情報社会の発展により、通信情報量が飛躍
的に増大する傾向にあり、このような情報の増大化に伴
い、伝送容量を増大させる技術の検討が盛んに行われて
いる。それに伴い、波長分割多重伝送（ＷＤＭ）システ
ムにおける大容量化（チャンネル数の増大、伝送帯域の
拡大）が進行している。
的に増大する傾向にあり、このような情報の増大化に伴
い、伝送容量を増大させる技術の検討が盛んに行われて
いる。それに伴い、波長分割多重伝送（ＷＤＭ）システ
ムにおける大容量化（チャンネル数の増大、伝送帯域の
拡大）が進行している。
【０００３】波長分割多重伝送は、複数の波長の光を１
本の光ファイバで伝送する方式であり、波長分割多重伝
送路における大容量化のためには、信号光を増幅する光
ファイバアンプの広帯域化の実現が不可欠である。
本の光ファイバで伝送する方式であり、波長分割多重伝
送路における大容量化のためには、信号光を増幅する光
ファイバアンプの広帯域化の実現が不可欠である。
【０００４】光増幅用光ファイバとして、エルビウム
（Ｅｒ）添加光ファイバが適用され、波長分割多重伝送
システムにおけるキーデバイスとして大きな役割を担っ
ている。
（Ｅｒ）添加光ファイバが適用され、波長分割多重伝送
システムにおけるキーデバイスとして大きな役割を担っ
ている。
【０００５】従来のＥｒ添加光ファイバは、図９に示す
ように、コア部１の外周側をコア部１より屈折率が小さ
いクラッド部５により覆って形成されている。コア部１
の屈折率プロファイルはステップインデックス型であ
り、コア部１には希土類元素であるＥｒが添加されてい
る。なお、同図に示すように、本明細書の図面におい
て、コア部１の直径はａで示しており、ステップインデ
ックス型の光ファイバにおけるコア部１の直径ａは、コ
ア部１においてΔ１／１０となる位置を結ぶ線の長さと
定義している。
ように、コア部１の外周側をコア部１より屈折率が小さ
いクラッド部５により覆って形成されている。コア部１
の屈折率プロファイルはステップインデックス型であ
り、コア部１には希土類元素であるＥｒが添加されてい
る。なお、同図に示すように、本明細書の図面におい
て、コア部１の直径はａで示しており、ステップインデ
ックス型の光ファイバにおけるコア部１の直径ａは、コ
ア部１においてΔ１／１０となる位置を結ぶ線の長さと
定義している。
【０００６】Ｅｒ添加光ファイバの利得帯域は、伝送媒
体である石英系光ファイバの最低損失帯（波長１５５０
ｎｍを中心とした帯域）と一致する。また、Ｅｒ添加光
ファイバの利得帯域は、Ｅｒを添加するホストガラスが
石英系のホストガラスであっても、高い増幅効率を有す
る。なお、Ｅｒ添加光ファイバの利得帯域の中心は、Ｃ
−ＢＡＮＤと呼ばれる波長１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍ
である。
体である石英系光ファイバの最低損失帯（波長１５５０
ｎｍを中心とした帯域）と一致する。また、Ｅｒ添加光
ファイバの利得帯域は、Ｅｒを添加するホストガラスが
石英系のホストガラスであっても、高い増幅効率を有す
る。なお、Ｅｒ添加光ファイバの利得帯域の中心は、Ｃ
−ＢＡＮＤと呼ばれる波長１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍ
である。
【０００７】ところで、近年の波長分割多重伝送におけ
る帯域拡大の要求の高まりに呼応して、伝送光の波長帯
域が、前記Ｃ−ＢＡＮＤに加え、Ｌ−ＢＡＮＤと呼ばれ
る波長１５７０ｎｍ〜１６００ｎｍの波長帯まで拡大し
ている。
る帯域拡大の要求の高まりに呼応して、伝送光の波長帯
域が、前記Ｃ−ＢＡＮＤに加え、Ｌ−ＢＡＮＤと呼ばれ
る波長１５７０ｎｍ〜１６００ｎｍの波長帯まで拡大し
ている。
【０００８】従来のＣ−ＢＡＮＤ用に開発されてきたＥ
ｒ添加光ファイバは、Ｌ−ＢＡＮＤ用に適用できるが、
Ｃ−ＢＡＮＤ用Ｅｒ添加光ファイバは、Ｌ−ＢＡＮＤに
おける単位長さあたりの利得がＣ−ＢＡＮＤにおける利
得よりも小さい。そのため、Ｃ−ＢＡＮＤ用Ｅｒ添加光
ファイバによって、Ｃ−ＢＡＮＤにおける利得と同等の
利得をＬ−ＢＡＮＤで得るためには、数倍から１０倍程
度の長さのＥｒ添加光ファイバが必要となる。（例え
ば、後述の文献１参照）
ｒ添加光ファイバは、Ｌ−ＢＡＮＤ用に適用できるが、
Ｃ−ＢＡＮＤ用Ｅｒ添加光ファイバは、Ｌ−ＢＡＮＤに
おける単位長さあたりの利得がＣ−ＢＡＮＤにおける利
得よりも小さい。そのため、Ｃ−ＢＡＮＤ用Ｅｒ添加光
ファイバによって、Ｃ−ＢＡＮＤにおける利得と同等の
利得をＬ−ＢＡＮＤで得るためには、数倍から１０倍程
度の長さのＥｒ添加光ファイバが必要となる。（例え
ば、後述の文献１参照）
【０００９】また、波長分割多重伝送の大容量化に伴う
チャンネル数の増加は、Ｅｒ添加光ファイバに入力する
信号光強度の増大をもたらす。そのため、Ｅｒ添加光フ
ァイバには、より高い飽和出力が求められるようになっ
てきている。（例えば、後述の文献２参照）
チャンネル数の増加は、Ｅｒ添加光ファイバに入力する
信号光強度の増大をもたらす。そのため、Ｅｒ添加光フ
ァイバには、より高い飽和出力が求められるようになっ
てきている。（例えば、後述の文献２参照）
【００１０】このようなＥｒ添加光ファイバの長尺化と
Ｅｒ添加光ファイバ中での信号光強度の増大は、これま
では無視できるレベルであった４光波混合（ＦＷＭ）や
相互位相変調（ＸＰＭ）といった、Ｅｒ添加光ファイバ
型光増幅器中での非線形現象を発現させるに至ってい
る。（例えば、後述の文献３，４参照）
Ｅｒ添加光ファイバ中での信号光強度の増大は、これま
では無視できるレベルであった４光波混合（ＦＷＭ）や
相互位相変調（ＸＰＭ）といった、Ｅｒ添加光ファイバ
型光増幅器中での非線形現象を発現させるに至ってい
る。（例えば、後述の文献３，４参照）
【００１１】このような非線形現象を抑制するために
は、Ｅｒ添加光ファイバの利得係数（単位長さあたりの
利得）を増加させることが有効である。利得係数は、次
式（１）で表すことができる。
は、Ｅｒ添加光ファイバの利得係数（単位長さあたりの
利得）を増加させることが有効である。利得係数は、次
式（１）で表すことができる。
【００１２】
Ｇ(λ)＝α(λ)・[ｎ２・｛σｅ(λ)／σａ(λ)＋１｝−１］ …（１）
【００１３】ここで、λは波長である。Ｇ（λ）は利得
係数であり、単位はｄＢ／ｍ、α（λ）は吸収係数（光
増幅のための希土類元素添加光ファイバの吸収係数のこ
とであり、ここではＥｒ添加光ファイバの吸収係数）で
ある。この吸収係数の単位はｄＢ／ｍである。
係数であり、単位はｄＢ／ｍ、α（λ）は吸収係数（光
増幅のための希土類元素添加光ファイバの吸収係数のこ
とであり、ここではＥｒ添加光ファイバの吸収係数）で
ある。この吸収係数の単位はｄＢ／ｍである。
【００１４】また、σａ（λ）は吸収断面積、σ
ｅ（λ）は誘導放出断面積、ｎ２はＥｒ密度に対するレ
ーザ上準位密度の割合である。利得係数、吸収係数、吸
収断面積、誘導放出断面積は、それぞれ波長依存性を有
しており、それぞれの値は、波長λに応じて異なる。
ｅ（λ）は誘導放出断面積、ｎ２はＥｒ密度に対するレ
ーザ上準位密度の割合である。利得係数、吸収係数、吸
収断面積、誘導放出断面積は、それぞれ波長依存性を有
しており、それぞれの値は、波長λに応じて異なる。
【００１５】式（１）における誘導放出断面積、吸収断
面積の比は、ホストガラスに依存し、ｎ２は励起条件
（反転分布度）によって決定される。したがって、利得
係数を向上させるためには、吸収係数α（λ）を増加さ
せればよい。
面積の比は、ホストガラスに依存し、ｎ２は励起条件
（反転分布度）によって決定される。したがって、利得
係数を向上させるためには、吸収係数α（λ）を増加さ
せればよい。
【００１６】この吸収係数は、Ｅｒ添加濃度と、Ｅｒ分
布領域と伝搬光のモード分布との重なり積分とに比例す
る。このため、Ｅｒ添加光ファイバにおける利得係数増
大のため、Ｅｒ添加濃度と上記重なり積分を増大させる
手法がとられている。（例えば、後述の文献５参照）
布領域と伝搬光のモード分布との重なり積分とに比例す
る。このため、Ｅｒ添加光ファイバにおける利得係数増
大のため、Ｅｒ添加濃度と上記重なり積分を増大させる
手法がとられている。（例えば、後述の文献５参照）
【００１７】また、非線形現象を抑制する別の手法とし
て、波長分散の絶対値を大きくする方法がある。４光波
混合の発生効率は、信号光波長域にゼロ分散波長が存在
すると位相整合によって急激に増大することが知られて
いる。そのため、４光波混合の発生効率を低減させるた
めに、信号波長における波長分散の絶対値を大きく設定
し、位相整合させないようにすることが一般的に行われ
ている。（例えば、後述の文献６参照）
て、波長分散の絶対値を大きくする方法がある。４光波
混合の発生効率は、信号光波長域にゼロ分散波長が存在
すると位相整合によって急激に増大することが知られて
いる。そのため、４光波混合の発生効率を低減させるた
めに、信号波長における波長分散の絶対値を大きく設定
し、位相整合させないようにすることが一般的に行われ
ている。（例えば、後述の文献６参照）
【００１８】［文献１］
K.P.Hansen, et al.,”Design optimisation of erbium
-doped fibres for usein L-band amplifiers”,Electr
onics Letters, 2000, Vol.36, p.1685-1686 ［文献２］Y. Tashiro, et al.:”1.5 W Erbium Doped
Fiber Amplifier Pumped by the Wavelength Division-
Multiplexed 1480 nm Laser Diodes with Fiber Bragg
Grating”, Technical Digest, Optics Amplifiers and
their Applications, 1998,WC-2 ［文献３］S. Radic et al., ”Signal Impairment due
to Four-Wave Mixing in L- BandEDFAs ”, European
Conference on Optical Communication, 1999, PD1-11 ［文献４］M. Eiselt et al., ”Cross-Phase Modulati
on in an L-Band EDFA ”, Photonics Technology Lett
ers, Institute of Electrical and Electronics Engin
eers, 1999, vol. 11, pp. 1575-1577 ［文献５］S. Ishikawa, et al., ”High Gain Per Uni
t Length Silica-Based Erbium Doped Fiber for 1580n
m Band Amplification”, Optics Amplifiers and thei
r Applications, 1998, TuC4 ［文献６］N. Shibata, et al., ”Experimental verif
ication of efficiency of wave generation through f
our-wave mixing in low-loss dispersion-shifted sin
gle-mode optical fibre”, Electronics Letters, 198
8, Vol. 24, pp. 1528-1529 ［文献７］R.I.LAMING, .N.PAYNE .MELI,G.GRASSO E.J.
TARBOX,”SATURATED ERBIUM-DOPEDFIBRE AMPLIFIERS”,
Technical Digest, Optics Amplifiers and their App
lications,1990,MB3 ［文献８］K.Aiso et al., ”Erbium Lanthanum co-dop
ed fiber for L-band amplifier with high efficienc
y, low non-linearity and low NF”, Optical Fiber C
ommunication Conference and Exhibit,2001,TuA6 ［特許文献１］米国特許第６４６３２０１号明細書
-doped fibres for usein L-band amplifiers”,Electr
onics Letters, 2000, Vol.36, p.1685-1686 ［文献２］Y. Tashiro, et al.:”1.5 W Erbium Doped
Fiber Amplifier Pumped by the Wavelength Division-
Multiplexed 1480 nm Laser Diodes with Fiber Bragg
Grating”, Technical Digest, Optics Amplifiers and
their Applications, 1998,WC-2 ［文献３］S. Radic et al., ”Signal Impairment due
to Four-Wave Mixing in L- BandEDFAs ”, European
Conference on Optical Communication, 1999, PD1-11 ［文献４］M. Eiselt et al., ”Cross-Phase Modulati
on in an L-Band EDFA ”, Photonics Technology Lett
ers, Institute of Electrical and Electronics Engin
eers, 1999, vol. 11, pp. 1575-1577 ［文献５］S. Ishikawa, et al., ”High Gain Per Uni
t Length Silica-Based Erbium Doped Fiber for 1580n
m Band Amplification”, Optics Amplifiers and thei
r Applications, 1998, TuC4 ［文献６］N. Shibata, et al., ”Experimental verif
ication of efficiency of wave generation through f
our-wave mixing in low-loss dispersion-shifted sin
gle-mode optical fibre”, Electronics Letters, 198
8, Vol. 24, pp. 1528-1529 ［文献７］R.I.LAMING, .N.PAYNE .MELI,G.GRASSO E.J.
TARBOX,”SATURATED ERBIUM-DOPEDFIBRE AMPLIFIERS”,
Technical Digest, Optics Amplifiers and their App
lications,1990,MB3 ［文献８］K.Aiso et al., ”Erbium Lanthanum co-dop
ed fiber for L-band amplifier with high efficienc
y, low non-linearity and low NF”, Optical Fiber C
ommunication Conference and Exhibit,2001,TuA6 ［特許文献１］米国特許第６４６３２０１号明細書
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｅｒ添加光ファイバにおいては、濃度消光に起因して、
添加可能なＥｒ濃度の上限が存在している。なお、濃度
消光とは添加元素（ここではＥｒ）の濃度増加に伴い、
Ｅｒイオン間の距離が縮まり、イオン間相互作用が発生
することでエネルギーロスが生じる現象である。
Ｅｒ添加光ファイバにおいては、濃度消光に起因して、
添加可能なＥｒ濃度の上限が存在している。なお、濃度
消光とは添加元素（ここではＥｒ）の濃度増加に伴い、
Ｅｒイオン間の距離が縮まり、イオン間相互作用が発生
することでエネルギーロスが生じる現象である。
【００２０】濃度消光抑制効果があるＡｌを添加したＡ
ｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２ホストの場合、Ｅｒ添加濃度が、１
０００ｗｔｐｐｍ程度を越えると、濃度消光により励起
光から信号光への変換効率低下が発生し始めると言われ
ている。従って、この交換効率の低下と吸収係数の増加
等の全体的バランスからＥｒ濃度は選ばれるが、１００
０ｗｔｐｐｍを大幅に越えることはできない。
ｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２ホストの場合、Ｅｒ添加濃度が、１
０００ｗｔｐｐｍ程度を越えると、濃度消光により励起
光から信号光への変換効率低下が発生し始めると言われ
ている。従って、この交換効率の低下と吸収係数の増加
等の全体的バランスからＥｒ濃度は選ばれるが、１００
０ｗｔｐｐｍを大幅に越えることはできない。
【００２１】一方、Ｅｒ分布領域と励起光のモード分布
との重なり積分は、Ｅｒをコア部全域に添加すると共
に、カットオフ波長を長波長側にシフトさせることによ
って増加させることができる。カットオフ波長を長波長
側にシフトさせるには、コア部径を大きくすることが有
効である。
との重なり積分は、Ｅｒをコア部全域に添加すると共
に、カットオフ波長を長波長側にシフトさせることによ
って増加させることができる。カットオフ波長を長波長
側にシフトさせるには、コア部径を大きくすることが有
効である。
【００２２】しかしながら、カットオフ波長は、励起光
や信号光のシングルモード条件を満足させるために、励
起光や信号光の波長以下に設定しなければならない。し
たがって、カットオフ波長の長波長化による上記重なり
積分の増大にも上限がある。
や信号光のシングルモード条件を満足させるために、励
起光や信号光の波長以下に設定しなければならない。し
たがって、カットオフ波長の長波長化による上記重なり
積分の増大にも上限がある。
【００２３】以上のように、従来のＥｒ添加光ファイバ
においては、Ｅｒ添加濃度にも、Ｅｒ分布領域と励起光
のモード分布との重なり積分にも上限があるため、吸収
係数増大による利得係数の向上には限界が存在してい
た。
においては、Ｅｒ添加濃度にも、Ｅｒ分布領域と励起光
のモード分布との重なり積分にも上限があるため、吸収
係数増大による利得係数の向上には限界が存在してい
た。
【００２４】また、Ｅｒ添加光ファイバにおけるコア部
のクラッド部に対する比屈折率差、カットオフ波長は増
幅特性の向上の観点から決定される。そして、波長分散
は、上記比屈折率差およびカットオフ波長によって一義
的に決まるので、その調整の自由度は低い。したがっ
て、従来のＥｒ添加光ファイバは、波長分散の絶対値を
大きくすることにも限界があった。
のクラッド部に対する比屈折率差、カットオフ波長は増
幅特性の向上の観点から決定される。そして、波長分散
は、上記比屈折率差およびカットオフ波長によって一義
的に決まるので、その調整の自由度は低い。したがっ
て、従来のＥｒ添加光ファイバは、波長分散の絶対値を
大きくすることにも限界があった。
【００２５】本発明は上記課題を解決するために成され
たものであり、その目的は、従来のＥｒ添加光ファイバ
に比べてＥｒ添加光ファイバの吸収係数が大きく、非線
形現象を抑制可能な、広波長帯域の光増幅用として適し
た光ファイバを提供することにある。
たものであり、その目的は、従来のＥｒ添加光ファイバ
に比べてＥｒ添加光ファイバの吸収係数が大きく、非線
形現象を抑制可能な、広波長帯域の光増幅用として適し
た光ファイバを提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成をもって課題を解決するた
めの手段としている。すなわち、本発明の１つの側面
は、少なくとも一種類の希土類元素が添加されたコア部
と、該コア部の外周側に設けられて該コア部より屈折率
が小さい第１クラッド部と、該第１クラッド部の外周側
に設けられて該第１クラッド部より屈折率が大きく、か
つ、前記コア部より屈折率が小さい第２クラッド部とを
有する構成をもって課題を解決する手段としている。
に、本発明は次のような構成をもって課題を解決するた
めの手段としている。すなわち、本発明の１つの側面
は、少なくとも一種類の希土類元素が添加されたコア部
と、該コア部の外周側に設けられて該コア部より屈折率
が小さい第１クラッド部と、該第１クラッド部の外周側
に設けられて該第１クラッド部より屈折率が大きく、か
つ、前記コア部より屈折率が小さい第２クラッド部とを
有する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２７】一実施例では、前記コア部の屈折率分布を
α分布型プロファイルとしている。
α分布型プロファイルとしている。
【００２８】本発明の他の側面では、少なくとも一種類
の希土類元素が添加されたコア部と、該コア部の外周側
に設けられて該コア部より屈折率が小さいクラッド部と
を有し、前記コア部の屈折率分布をα分布型プロファイ
ルとしている。
の希土類元素が添加されたコア部と、該コア部の外周側
に設けられて該コア部より屈折率が小さいクラッド部と
を有し、前記コア部の屈折率分布をα分布型プロファイ
ルとしている。
【００２９】一実施例では、前記コア部に添加した希土
類元素の一つはＥｒとしている。
類元素の一つはＥｒとしている。
【００３０】一実施例では、波長１５３０ｎｍにおける
Ｅｒ添加光ファイバの吸収係数を１２ｄＢ／ｍ以上とし
た構成をもって課題を解決する手段としている。
Ｅｒ添加光ファイバの吸収係数を１２ｄＢ／ｍ以上とし
た構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３１】一実施例では、Ｅｒと共にＹ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈ
ｏ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうち少なくとも一つの希土類元
素をコア部に添加している。
ｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈ
ｏ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうち少なくとも一つの希土類元
素をコア部に添加している。
【００３２】一実施例では、少なくとも一種類の希土類
元素が添加されたコア部と、該コア部の外周側に設けら
れて該コア部より屈折率が小さいクラッド部とを有して
前記コア部の屈折率プロファイルをステップインデック
ス型としたステップインデックス型屈折率プロファイル
の光ファイバに比べ、信号光波長における波長分散の絶
対値を大きく形成している。
元素が添加されたコア部と、該コア部の外周側に設けら
れて該コア部より屈折率が小さいクラッド部とを有して
前記コア部の屈折率プロファイルをステップインデック
ス型としたステップインデックス型屈折率プロファイル
の光ファイバに比べ、信号光波長における波長分散の絶
対値を大きく形成している。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重
複説明は省略又は簡略化する。図１の（ａ）には、本発
明に係る光ファイバの第１実施形態例の屈折率プロファ
イルが示されており、同図の（ｂ）には、本実施形態例
の光ファイバの断面構成が模式的に示されている。
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重
複説明は省略又は簡略化する。図１の（ａ）には、本発
明に係る光ファイバの第１実施形態例の屈折率プロファ
イルが示されており、同図の（ｂ）には、本実施形態例
の光ファイバの断面構成が模式的に示されている。
【００３４】これらの図に示すように、本実施形態例の
光ファイバは、コア部１と、該コア部１の外周側に設け
られて該コア部１より屈折率が小さい第１クラッド部２
と、該第１クラッド部２の外周側に設けられて該第１ク
ラッド部２より屈折率が大きく、かつ、前記コア部１よ
り屈折率が小さい第２クラッド部５とを有するＷ型屈折
率プロファイルの光ファイバである。
光ファイバは、コア部１と、該コア部１の外周側に設け
られて該コア部１より屈折率が小さい第１クラッド部２
と、該第１クラッド部２の外周側に設けられて該第１ク
ラッド部２より屈折率が大きく、かつ、前記コア部１よ
り屈折率が小さい第２クラッド部５とを有するＷ型屈折
率プロファイルの光ファイバである。
【００３５】なお、本実施形態例における第２クラッド
部５は、図９に示したステップインデックス型屈折率プ
ロファイルの光ファイバにおけるクラッド部５と同様
に、光ファイバの最外周側に設けられており、屈折率の
基準となる領域であるので、同じ符号５を付している。
部５は、図９に示したステップインデックス型屈折率プ
ロファイルの光ファイバにおけるクラッド部５と同様
に、光ファイバの最外周側に設けられており、屈折率の
基準となる領域であるので、同じ符号５を付している。
【００３６】また、図１の（ａ）に示すように、コア部
１の直径はａであり、第１クラッド部２の直径はｂであ
る。本明細書において、Ｗ型屈折率プロファイルの光フ
ァイバにおけるコア部１の直径ａは、コア部１において
第２クラッド部５と等しい屈折率となる位置を結ぶ線の
長さと定義している。また、第１クラッド部２の直径ｂ
は、第１クラッド部２と第２クラッド部５との境界領域
において、Δ２／１０の屈折率となる位置を結ぶ線の長
さとしている。
１の直径はａであり、第１クラッド部２の直径はｂであ
る。本明細書において、Ｗ型屈折率プロファイルの光フ
ァイバにおけるコア部１の直径ａは、コア部１において
第２クラッド部５と等しい屈折率となる位置を結ぶ線の
長さと定義している。また、第１クラッド部２の直径ｂ
は、第１クラッド部２と第２クラッド部５との境界領域
において、Δ２／１０の屈折率となる位置を結ぶ線の長
さとしている。
【００３７】本実施形態例において、コア部１には、少
なくとも一種類の希土類元素が添加されており、ここで
は、コア部１に添加した希土類元素はＥｒとしている。
また、コア部１の屈折率分布はα分布型プロファイルと
している。
なくとも一種類の希土類元素が添加されており、ここで
は、コア部１に添加した希土類元素はＥｒとしている。
また、コア部１の屈折率分布はα分布型プロファイルと
している。
【００３８】本発明者は、上記屈折率プロファイルを決
定するに当たり、以下の検討を行った。つまり、希土類
添加光ファイバの屈折率プロファイルが、希土類添加光
ファイバにおける希土類元素の添加濃度分布と希土類添
加光ファイバを伝搬する光のモードプロファイルとの重
なり積分に対する影響を詳細に検討した。
定するに当たり、以下の検討を行った。つまり、希土類
添加光ファイバの屈折率プロファイルが、希土類添加光
ファイバにおける希土類元素の添加濃度分布と希土類添
加光ファイバを伝搬する光のモードプロファイルとの重
なり積分に対する影響を詳細に検討した。
【００３９】その結果、上記重なり積分を大きくするた
めに有効な屈折率プロファイルがあることを初めて見出
した。
めに有効な屈折率プロファイルがあることを初めて見出
した。
【００４０】なお、希土類添加光ファイバにおける吸収
係数α（λ）は次式（２）により表すことができる。
係数α（λ）は次式（２）により表すことができる。
【００４１】
α(λ)＝ρ０・σａ(λ)・(２／ω２)・∫｛ρ(ｒ)／ρ０｝・Ψ(ｒ)・ｒｄｒ
…（２）
【００４２】ここで、ρ０はＥｒ密度、ρ（ｒ）は光フ
ァイバの径方向のＥｒ密度分布、σ ａ（λ）は吸収断面
積、ωはモードパワー半径、Ψ（ｒ）は光ファイバの径
方向のモード分布、ｒが光ファイバ径方向の位置で光フ
ァイバの中心でｒ＝０ある。
ァイバの径方向のＥｒ密度分布、σ ａ（λ）は吸収断面
積、ωはモードパワー半径、Ψ（ｒ）は光ファイバの径
方向のモード分布、ｒが光ファイバ径方向の位置で光フ
ァイバの中心でｒ＝０ある。
【００４３】また、Ｅｒ密度分布ρ（ｒ）がコア部の径
方向に均一であると仮定し、モード分布Ψ（ｒ）をガウ
シアンで近似すると、式（２）は式（３）のように簡略
化できる。
方向に均一であると仮定し、モード分布Ψ（ｒ）をガウ
シアンで近似すると、式（２）は式（３）のように簡略
化できる。
【００４４】
α(λ)＝ρ０・σａ(λ)・［１−ｅｘｐ｛−ａ２／(４ω２)｝］ ……（３）
【００４５】ここで、ａはコア直径である。屈折率プロ
ファイルごとに、モードパワー半径ωを屈折率プロファ
イルから実際に数値計算で求め、上記式（３）からカッ
トオフ波長λｃに対するＥｒ添加光ファイバの吸収係数
α（λ）を計算し、図２の特性線２Ａ〜２Ｄに示した。
ファイルごとに、モードパワー半径ωを屈折率プロファ
イルから実際に数値計算で求め、上記式（３）からカッ
トオフ波長λｃに対するＥｒ添加光ファイバの吸収係数
α（λ）を計算し、図２の特性線２Ａ〜２Ｄに示した。
【００４６】なお、この図２の吸収係数α（λ）の計算
は、シグナル光（信号光）の波長を１５３０ｎｍ、Ｅｒ
密度ρ０を８．５Ｅ＋２４（ｍ−３）（重量パーセント
で１０００ｗｔｐｐｍに相当）、波長１５３０ｎｍにお
ける吸収断面積σａを４．０Ｅ＋２５（ｍ２）として行
った計算である。
は、シグナル光（信号光）の波長を１５３０ｎｍ、Ｅｒ
密度ρ０を８．５Ｅ＋２４（ｍ−３）（重量パーセント
で１０００ｗｔｐｐｍに相当）、波長１５３０ｎｍにお
ける吸収断面積σａを４．０Ｅ＋２５（ｍ２）として行
った計算である。
【００４７】図２の特性線２Ａは、Δ２／Δ１＝−０．
５５及びａ／ｂ＝０．５の仕様の図３に示すＷ型屈折率
プロファイルの光ファイバにおけるＥｒ添加光ファイバ
の吸収係数、図２の特性線２Ｂは、α＝４の仕様の図４
に示すα分布型屈折率プロファイルの光ファイバにおけ
るＥｒ添加光ファイバの吸収係数である。図３、４に示
す屈折率プロファイルの光ファイバには、コア部１にＥ
ｒを添加している。比屈折率差Δ１とΔ２及びα分布の
定義は後述されている。
５５及びａ／ｂ＝０．５の仕様の図３に示すＷ型屈折率
プロファイルの光ファイバにおけるＥｒ添加光ファイバ
の吸収係数、図２の特性線２Ｂは、α＝４の仕様の図４
に示すα分布型屈折率プロファイルの光ファイバにおけ
るＥｒ添加光ファイバの吸収係数である。図３、４に示
す屈折率プロファイルの光ファイバには、コア部１にＥ
ｒを添加している。比屈折率差Δ１とΔ２及びα分布の
定義は後述されている。
【００４８】また、図３に示すＷ型屈折率プロファイル
において、コア部１の屈折率分布はステップインデック
ス型としており、図３の屈折率プロファイルと図１に示
した本実施形態例の光ファイバの屈折率プロファイルと
は異なる。
において、コア部１の屈折率分布はステップインデック
ス型としており、図３の屈折率プロファイルと図１に示
した本実施形態例の光ファイバの屈折率プロファイルと
は異なる。
【００４９】なお、図３において、コア部１の直径を
ａ、第１クラッド部２の直径をｂで示しており、図４に
おいて、コア部１の直径をａで示している。図３におけ
る直径ａ、ｂは、図１における直径ａ、ｂと同様に定義
しており、図４における直径ａは、図９における直径ａ
と同様に定義している。
ａ、第１クラッド部２の直径をｂで示しており、図４に
おいて、コア部１の直径をａで示している。図３におけ
る直径ａ、ｂは、図１における直径ａ、ｂと同様に定義
しており、図４における直径ａは、図９における直径ａ
と同様に定義している。
【００５０】図２の特性線２Ｃは、図９に示した従来の
ステップインデックス型屈折率プロファイルの光ファイ
バにおけるＥｒ添加光ファイバの吸収係数である。この
光ファイバもコア部１にＥｒを添加している。
ステップインデックス型屈折率プロファイルの光ファイ
バにおけるＥｒ添加光ファイバの吸収係数である。この
光ファイバもコア部１にＥｒを添加している。
【００５１】図２の特性線２Ｄは、Δ２／Δ１＝＋０．
１５及びａ／ｂ＝０．５の仕様の図１０に示すデュアル
シェープ型（ＤＳＣ）屈折率プロファイルの光ファイバ
におけるＥｒ添加光ファイバの吸収係数である。図１０
に示すように、ＤＳＣ屈折率プロファイルの光ファイバ
は、コア部１の外周側に、コア部１より屈折率が小さい
第１クラッド部２を設け、その外周側にさらに屈折率が
小さい第２クラッド部５を設けている。この光ファイバ
もコア部１にＥｒを添加しており、第１クラッド部２の
直径はｂである。
１５及びａ／ｂ＝０．５の仕様の図１０に示すデュアル
シェープ型（ＤＳＣ）屈折率プロファイルの光ファイバ
におけるＥｒ添加光ファイバの吸収係数である。図１０
に示すように、ＤＳＣ屈折率プロファイルの光ファイバ
は、コア部１の外周側に、コア部１より屈折率が小さい
第１クラッド部２を設け、その外周側にさらに屈折率が
小さい第２クラッド部５を設けている。この光ファイバ
もコア部１にＥｒを添加しており、第１クラッド部２の
直径はｂである。
【００５２】図２の特性線２Ａと特性線２Ｂに示すよう
に、図３、図４に示す屈折率プロファイルを有するＥｒ
添加光ファイバは、従来のステップインデックス型屈折
率プロファイルのＥｒ添加光ファイバに比べてＥｒ添加
光ファイバの吸収係数が大きい。逆に、図１０に示した
屈折率プロファイルを有するＥｒ添加光ファイバは、従
来のステップインデックス型のＥｒ添加光ファイバに比
べて吸収係数が小さい。
に、図３、図４に示す屈折率プロファイルを有するＥｒ
添加光ファイバは、従来のステップインデックス型屈折
率プロファイルのＥｒ添加光ファイバに比べてＥｒ添加
光ファイバの吸収係数が大きい。逆に、図１０に示した
屈折率プロファイルを有するＥｒ添加光ファイバは、従
来のステップインデックス型のＥｒ添加光ファイバに比
べて吸収係数が小さい。
【００５３】したがって、光ファイバの屈折率プロファ
イルを図３に示すようなＷ型にしたり、図４に示すよう
なα分布型にしたりすることにより、Ｅｒ添加光ファイ
バの吸収係数を大きくできることが分かった。
イルを図３に示すようなＷ型にしたり、図４に示すよう
なα分布型にしたりすることにより、Ｅｒ添加光ファイ
バの吸収係数を大きくできることが分かった。
【００５４】なお、上述の計算の際に設定したＥｒ密度
ρ０の値８．５Ｅ＋２４（ｍ−３）を重量パーセント濃
度に換算すると、およそ１０００ｗｔｐｐｍ又は０．１
ｗｔ％に相当する。Ａｌを共添加したＡｌ２Ｏ３−Ｓｉ
Ｏ２ホストの場合、Ｅｒ濃度が０．１ｗｔ％を越えると
濃度消光による効率低下が発生し始めると言われてい
る。なお、この現象は、例えば、文献７等に示されてい
る。
ρ０の値８．５Ｅ＋２４（ｍ−３）を重量パーセント濃
度に換算すると、およそ１０００ｗｔｐｐｍ又は０．１
ｗｔ％に相当する。Ａｌを共添加したＡｌ２Ｏ３−Ｓｉ
Ｏ２ホストの場合、Ｅｒ濃度が０．１ｗｔ％を越えると
濃度消光による効率低下が発生し始めると言われてい
る。なお、この現象は、例えば、文献７等に示されてい
る。
【００５５】ステップインデックス型屈折率プロファイ
ルの光ファイバは、図２の特性線２Ｃから明らかなよう
に、カットオフ波長を信号光波長直近まで長波長化した
としても、波長１５３０ｎｍにおけるＥｒ添加光ファイ
バの吸収係数として１２ｄＢ／mが上限となる。
ルの光ファイバは、図２の特性線２Ｃから明らかなよう
に、カットオフ波長を信号光波長直近まで長波長化した
としても、波長１５３０ｎｍにおけるＥｒ添加光ファイ
バの吸収係数として１２ｄＢ／mが上限となる。
【００５６】一方、図２の特性線２Ａから明らかなよう
に、Ｗ型屈折率プロファイルの光ファイバは、上記Ｅｒ
濃度設定においてカットオフ波長を１０５０ｎｍ以上に
設定すれば、波長１５３０ｎｍにおけるＥｒ添加光ファ
イバの吸収係数は１２ｄＢ／ｍを越える。また、同図の
特性線２Ｂから明らかなように、α分布型屈折率プロフ
ァイル光ファイバは、上記Ｅｒ濃度設定においてカット
オフ波長を１２００ｎｍ以上に設定すれば、波長１５３
０ｎｍにおけるＥｒ添加光ファイバの吸収係数を１２ｄ
Ｂ／ｍ以上にできる。
に、Ｗ型屈折率プロファイルの光ファイバは、上記Ｅｒ
濃度設定においてカットオフ波長を１０５０ｎｍ以上に
設定すれば、波長１５３０ｎｍにおけるＥｒ添加光ファ
イバの吸収係数は１２ｄＢ／ｍを越える。また、同図の
特性線２Ｂから明らかなように、α分布型屈折率プロフ
ァイル光ファイバは、上記Ｅｒ濃度設定においてカット
オフ波長を１２００ｎｍ以上に設定すれば、波長１５３
０ｎｍにおけるＥｒ添加光ファイバの吸収係数を１２ｄ
Ｂ／ｍ以上にできる。
【００５７】実際のカットオフ波長の設計においては励
起光のシングルモード伝搬を保証するため、カットオフ
波長は励起光波長より短波長であることが望ましい。Ｅ
ＤＦＡに用いられる励起光波長は、一般に９８０ｎｍま
たは１４８０ｎｍであり、１４８０ｎｍ励起を用いる場
合は９８０ｎｍ励起を用いる場合に比べてカットオフ波
長を長波長側にシフトできるため、重なり積分拡大の観
点からは有利となる。
起光のシングルモード伝搬を保証するため、カットオフ
波長は励起光波長より短波長であることが望ましい。Ｅ
ＤＦＡに用いられる励起光波長は、一般に９８０ｎｍま
たは１４８０ｎｍであり、１４８０ｎｍ励起を用いる場
合は９８０ｎｍ励起を用いる場合に比べてカットオフ波
長を長波長側にシフトできるため、重なり積分拡大の観
点からは有利となる。
【００５８】ここで、９８０ｎｍ励起を用いる場合につ
いて、屈折率プロファイルの違いによる波長１５３０ｎ
ｍにおけるＥｒ添加光ファイバの吸収係数の違いについ
て述べる。この場合、カットオフ波長を９８０ｎｍ以下
にすることになるので、図２の特性線２Ｃから明らかな
ように、ステップインデックス型のＥｒ添加光ファイバ
は、波長１５３０ｎｍにおける吸収係数が８ｄＢ／ｍ以
下になってしまう。
いて、屈折率プロファイルの違いによる波長１５３０ｎ
ｍにおけるＥｒ添加光ファイバの吸収係数の違いについ
て述べる。この場合、カットオフ波長を９８０ｎｍ以下
にすることになるので、図２の特性線２Ｃから明らかな
ように、ステップインデックス型のＥｒ添加光ファイバ
は、波長１５３０ｎｍにおける吸収係数が８ｄＢ／ｍ以
下になってしまう。
【００５９】それに対し、図２の特性線２Ａ，２Ｂから
明らかなように、Ｗ型屈折率プロファイルのＥｒ添加光
ファイバやα分布型屈折率プロファイルのＥｒ添加光フ
ァイバは、カットオフ波長を９８０ｎｍ以下にしても、
波長１５３０ｎｍにおいて吸収係数を高い値にできる。
明らかなように、Ｗ型屈折率プロファイルのＥｒ添加光
ファイバやα分布型屈折率プロファイルのＥｒ添加光フ
ァイバは、カットオフ波長を９８０ｎｍ以下にしても、
波長１５３０ｎｍにおいて吸収係数を高い値にできる。
【００６０】特に、Ｗ型屈折率プロファイルのＥｒ添加
光ファイバは、カットオフ波長が短波長の領域で吸収係
数拡大の効果が他の屈折率プロファイルの光ファイバに
比べて大きく、カットオフ波長を９８０ｎｍ以下にして
も吸収係数を１２ｄＢ／mに近い値にできる。
光ファイバは、カットオフ波長が短波長の領域で吸収係
数拡大の効果が他の屈折率プロファイルの光ファイバに
比べて大きく、カットオフ波長を９８０ｎｍ以下にして
も吸収係数を１２ｄＢ／mに近い値にできる。
【００６１】次に、図３に示したＷ型屈折率プロファイ
ルにおいて、コア部１における直径ａと第１クラッド部
２の直径ｂの比（径比）ａ／ｂをパラメータとして、波
長１５８０ｎｍでの波長分散の値を計算により求めた。
その結果を図５に示す。なお、図５に示す結果は、光フ
ァイバのカットオフ波長を１４５０ｎｍに設定したもの
である。また、図５において、ａ／ｂが１となるときが
図９に示したステップインデックス型の光ファイバにな
る。
ルにおいて、コア部１における直径ａと第１クラッド部
２の直径ｂの比（径比）ａ／ｂをパラメータとして、波
長１５８０ｎｍでの波長分散の値を計算により求めた。
その結果を図５に示す。なお、図５に示す結果は、光フ
ァイバのカットオフ波長を１４５０ｎｍに設定したもの
である。また、図５において、ａ／ｂが１となるときが
図９に示したステップインデックス型の光ファイバにな
る。
【００６２】また、図３に示したＷ型屈折率プロファイ
ルにおいて、コア部１の第２クラッド部５に対する比屈
折率差Δ１と第１クラッド部２の第２クラッド部５に対
する比屈折率差Δ２の比Δ２／Δ１をパラメータとし
て、波長１５８０ｎｍでの波長分散の値を計算により求
めた。その結果を図６の特性線６Ａ〜６Ｃに示す。な
お、図６に示す結果も、光ファイバのカットオフ波長を
１４５０ｎｍに設定したものである。
ルにおいて、コア部１の第２クラッド部５に対する比屈
折率差Δ１と第１クラッド部２の第２クラッド部５に対
する比屈折率差Δ２の比Δ２／Δ１をパラメータとし
て、波長１５８０ｎｍでの波長分散の値を計算により求
めた。その結果を図６の特性線６Ａ〜６Ｃに示す。な
お、図６に示す結果も、光ファイバのカットオフ波長を
１４５０ｎｍに設定したものである。
【００６３】また、本明細書において、上記各比屈折率
差Δ１、Δ２及びα分布は、以下の各式（４）、
（５）、（６）により定義している。なお、式（４）、
（５）、（６）でｎc1はコア部１の屈折率最大部の屈折
率を、ｎc2は第１クラッド部２の屈折率最小部の屈折率
を、ｎｓは第２クラッド部５の屈折率を表す。
差Δ１、Δ２及びα分布は、以下の各式（４）、
（５）、（６）により定義している。なお、式（４）、
（５）、（６）でｎc1はコア部１の屈折率最大部の屈折
率を、ｎc2は第１クラッド部２の屈折率最小部の屈折率
を、ｎｓは第２クラッド部５の屈折率を表す。
【００６４】
Δ１＝｛(ｎｃ１−ｎｓ)／ｎｃ１｝×１００ ………………（４）
【００６５】
Δ２＝｛(ｎｃ２−ｎｓ)／ｎｃ２｝×１００ ………………（５）
【００６６】
ｎ(ｒ)＝ｎｃ１・｛１−２・Δ１・(２ｒ／ａ)α｝１／２ …（６）
０≦ｒ≦ａ／２
ｒは前述と同様に光ファイバ径方向の位置である。ま
た、ｎ（ｒ）は位置ｒにおける屈折率を表す。
た、ｎ（ｒ）は位置ｒにおける屈折率を表す。
【００６７】図６において、Δ２／Δ１が０となるとき
（つまりΔ２が０のとき）が図９に示したステップイン
デックス型の光ファイバになる。また、図６の特性線６
Ａは上記径比ａ／ｂが０．２のもの、特性線６Ｂは上記
径比ａ／ｂが０．５のもの、特性線６Ｃは上記径比ａ／
ｂが０．８のものをそれぞれ示す。
（つまりΔ２が０のとき）が図９に示したステップイン
デックス型の光ファイバになる。また、図６の特性線６
Ａは上記径比ａ／ｂが０．２のもの、特性線６Ｂは上記
径比ａ／ｂが０．５のもの、特性線６Ｃは上記径比ａ／
ｂが０．８のものをそれぞれ示す。
【００６８】さらに、図７には、図６と同様に、図３に
示したＷ型屈折率プロファイルにおいて、Δ２／Δ１を
パラメータとして、波長１５８０ｎｍでの波長分散の値
を計算により求めた結果が示されており、図７において
は、カットオフ波長を９００ｎｍに設定して求めた。図
７の特性線７Ａは上記径比ａ／ｂが０．２のもの、特性
線７Ｂは上記径比ａ／ｂが０．５のもの、特性線７Ｃは
上記径比ａ／ｂが０．８のものをそれぞれ示す。
示したＷ型屈折率プロファイルにおいて、Δ２／Δ１を
パラメータとして、波長１５８０ｎｍでの波長分散の値
を計算により求めた結果が示されており、図７において
は、カットオフ波長を９００ｎｍに設定して求めた。図
７の特性線７Ａは上記径比ａ／ｂが０．２のもの、特性
線７Ｂは上記径比ａ／ｂが０．５のもの、特性線７Ｃは
上記径比ａ／ｂが０．８のものをそれぞれ示す。
【００６９】図５、図６から明らかなように、カットオ
フ波長を１４５０ｎｍに設定した場合は、Ｗ型屈折率プ
ロファイルの光ファイバは、ステップインデックス屈折
率プロファイルの光ファイバより波長分散の絶対値を大
きくできる。
フ波長を１４５０ｎｍに設定した場合は、Ｗ型屈折率プ
ロファイルの光ファイバは、ステップインデックス屈折
率プロファイルの光ファイバより波長分散の絶対値を大
きくできる。
【００７０】また、図７から明らかなように、カットオ
フ波長を９００ｎｍに設定した場合は、径比ａ／ｂによ
って分散値は大きく変化するが、ａ／ｂの値を調整する
ことで、ステップインデックス屈折率プロファイルの光
ファイバよりも波長分散の絶対値を大きくできる。
フ波長を９００ｎｍに設定した場合は、径比ａ／ｂによ
って分散値は大きく変化するが、ａ／ｂの値を調整する
ことで、ステップインデックス屈折率プロファイルの光
ファイバよりも波長分散の絶対値を大きくできる。
【００７１】以上の結果から、Ｗ型屈折率プロファイル
のＥｒ添加光ファイバは、カットオフ波長の設定に応じ
て、上記径比ａ／ｂや比屈折率差Δ１、Δ２の比Δ２／
Δ１を最適に設定することで、吸収係数と波長分散の絶
対値の両方を、従来のステップインデックス屈折率プロ
ファイルの光ファイバより大きくできることが分かっ
た。
のＥｒ添加光ファイバは、カットオフ波長の設定に応じ
て、上記径比ａ／ｂや比屈折率差Δ１、Δ２の比Δ２／
Δ１を最適に設定することで、吸収係数と波長分散の絶
対値の両方を、従来のステップインデックス屈折率プロ
ファイルの光ファイバより大きくできることが分かっ
た。
【００７２】そこで、本発明者は、光増幅用のＥｒ添加
光ファイバとしてＷ型屈折率プロファイルが好ましいと
考え、さらに、図１に示したように、Ｗ型屈折率プロフ
ァイルのコア部１をα分布型プロファイルとしたＥｒ添
加光ファイバについて、前記式（３）を用いて吸収係数
を計算により求めた。この計算結果を図８の特性線８Ａ
に示す。
光ファイバとしてＷ型屈折率プロファイルが好ましいと
考え、さらに、図１に示したように、Ｗ型屈折率プロフ
ァイルのコア部１をα分布型プロファイルとしたＥｒ添
加光ファイバについて、前記式（３）を用いて吸収係数
を計算により求めた。この計算結果を図８の特性線８Ａ
に示す。
【００７３】なお、図８の特性線８Ａを求める計算条件
は、図２の各特性線２Ａ〜２Ｄを求めた条件と同じとし
ている。図８の特性線８Ｂには、図３に示したような、
Ｗ型屈折率プロファイルを有し、コア部１の屈折率プロ
ファイルをステップインデックス型とした光ファイバの
特性を示している。
は、図２の各特性線２Ａ〜２Ｄを求めた条件と同じとし
ている。図８の特性線８Ｂには、図３に示したような、
Ｗ型屈折率プロファイルを有し、コア部１の屈折率プロ
ファイルをステップインデックス型とした光ファイバの
特性を示している。
【００７４】図８の特性線８Ａと特性線８Ｂを比較する
と明らかなように、Ｗ型屈折率プロファイルのコア部１
をα分布型屈折率プロファイルとすることにより、Ｅｒ
添加光ファイバの吸収係数をさらに大きくできることが
分かった。
と明らかなように、Ｗ型屈折率プロファイルのコア部１
をα分布型屈折率プロファイルとすることにより、Ｅｒ
添加光ファイバの吸収係数をさらに大きくできることが
分かった。
【００７５】本実施形態例のＥｒ添加光ファイバは、上
記検討に基づき、図１に示したように屈折率プロファイ
ルを有したものであり、吸収係数と波長分散の絶対値の
両方を、従来のステップインデックス屈折率プロファイ
ルの光ファイバより格段に大きくできる。したがって、
本実施形態例の光ファイバは、非線形現象を効率良く抑
制でき、広波長帯域の光増幅用として適した光ファイバ
を実現できる。
記検討に基づき、図１に示したように屈折率プロファイ
ルを有したものであり、吸収係数と波長分散の絶対値の
両方を、従来のステップインデックス屈折率プロファイ
ルの光ファイバより格段に大きくできる。したがって、
本実施形態例の光ファイバは、非線形現象を効率良く抑
制でき、広波長帯域の光増幅用として適した光ファイバ
を実現できる。
【００７６】次に、本発明に係る光ファイバの第２実施
形態例について説明する。第２実施形態例の光ファイバ
は、図３に示したようなＷ型の屈折率プロファイルを有
する光ファイバである。つまり、第２実施形態例の光フ
ァイバは、上記第１実施形態例とほぼ同様の構成を有
し、コア部１の屈折率プロファイルをステップインデッ
クス型とした光ファイバである。
形態例について説明する。第２実施形態例の光ファイバ
は、図３に示したようなＷ型の屈折率プロファイルを有
する光ファイバである。つまり、第２実施形態例の光フ
ァイバは、上記第１実施形態例とほぼ同様の構成を有
し、コア部１の屈折率プロファイルをステップインデッ
クス型とした光ファイバである。
【００７７】上記第１実施形態例における検討から明ら
かなように、第２実施形態例も上記第１実施形態例と同
様に、吸収係数と波長分散の絶対値の両方を、従来のス
テップインデックス屈折率プロファイルの光ファイバよ
り大きくでき、同様の効果を奏することができる。
かなように、第２実施形態例も上記第１実施形態例と同
様に、吸収係数と波長分散の絶対値の両方を、従来のス
テップインデックス屈折率プロファイルの光ファイバよ
り大きくでき、同様の効果を奏することができる。
【００７８】次に、本発明に係る光ファイバの第３実施
形態例について説明する。第３実施形態例の光ファイバ
は、図４に示したようなα分布型屈折率プロファイルを
有する光ファイバである。
形態例について説明する。第３実施形態例の光ファイバ
は、図４に示したようなα分布型屈折率プロファイルを
有する光ファイバである。
【００７９】つまり、第３実施形態例の光ファイバは、
コア部１と、該コア部１の外周側に設けられて該コア部
１より屈折率が小さいクラッド部５とを有し、前記コア
部１の屈折率分布をα分布型プロファイルとしている。
また、コア部１には、少なくとも一種類の希土類元素が
添加されており、ここでは、希土類元素としてＥｒを添
加している。
コア部１と、該コア部１の外周側に設けられて該コア部
１より屈折率が小さいクラッド部５とを有し、前記コア
部１の屈折率分布をα分布型プロファイルとしている。
また、コア部１には、少なくとも一種類の希土類元素が
添加されており、ここでは、希土類元素としてＥｒを添
加している。
【００８０】本第３実施形態例も、上記第１実施形態例
のＥｒ添加光ファイバの屈折率プロファイルを求める検
討に基づいて屈折率プロファイルを決定したものであ
り、吸収係数を従来のステップインデックス屈折率プロ
ファイルのＥｒ添加光ファイバより大きくでき、上記第
１、第２実施形態例とほぼ同様の効果を奏することがで
きる。
のＥｒ添加光ファイバの屈折率プロファイルを求める検
討に基づいて屈折率プロファイルを決定したものであ
り、吸収係数を従来のステップインデックス屈折率プロ
ファイルのＥｒ添加光ファイバより大きくでき、上記第
１、第２実施形態例とほぼ同様の効果を奏することがで
きる。
【００８１】（実施例）以下、上記第１，第２、第３実
施形態例の実施例について説明する。本発明者は、上記
第１実施形態例の実施例として、表１に示す実施例１の
光ファイバを試作し、上記第２実施形態例の実施例とし
て、表１に示す実施例２の光ファイバを試作し、上記第
３実施形態例の実施例として表１に示す実施例３の光フ
ァイバを試作した。また、これらの実施例の比較例とし
て、表１に示す比較例の光ファイバを試作した。比較例
の光ファイバは、図９に示したような屈折率を有する従
来例の光ファイバである。
施形態例の実施例について説明する。本発明者は、上記
第１実施形態例の実施例として、表１に示す実施例１の
光ファイバを試作し、上記第２実施形態例の実施例とし
て、表１に示す実施例２の光ファイバを試作し、上記第
３実施形態例の実施例として表１に示す実施例３の光フ
ァイバを試作した。また、これらの実施例の比較例とし
て、表１に示す比較例の光ファイバを試作した。比較例
の光ファイバは、図９に示したような屈折率を有する従
来例の光ファイバである。
【００８２】
【表１】
【００８３】なお、表１において、Δ１、Δ２は、前記
各比屈折率差であり、その単位は％、Ｅｒ吸収ピーク値
は波長１５３０ｎｍにおける値（前述してきた吸収係数
値に相当する）、波長分散は波長１５８０ｎｍにおける
値をそれぞれ示す。
各比屈折率差であり、その単位は％、Ｅｒ吸収ピーク値
は波長１５３０ｎｍにおける値（前述してきた吸収係数
値に相当する）、波長分散は波長１５８０ｎｍにおける
値をそれぞれ示す。
【００８４】また、実施例１、実施例２、実施例３、比
較例は、コア部１におけるＥｒ添加濃度、比屈折率差Δ
１、カットオフ波長を、互いにほぼ同じ値になるように
調整して形成されている。尚、カットオフ波長はＩＴ
Ｕ．Ｔ Ｇ．６５０．１に規定された測定法による値で
ある。
較例は、コア部１におけるＥｒ添加濃度、比屈折率差Δ
１、カットオフ波長を、互いにほぼ同じ値になるように
調整して形成されている。尚、カットオフ波長はＩＴ
Ｕ．Ｔ Ｇ．６５０．１に規定された測定法による値で
ある。
【００８５】表１から明らかなように、コア部１におけ
るＥｒ添加濃度、比屈折率差Δ１、カットオフ波長を、
互いにほぼ同じ値になるように調整しても、実施例１〜
３は、波長１５３０ｎｍにおけるＥｒ吸収ピーク値が比
較例に比べて大きい。また、実施例１と実施例２は、波
長１５８０ｎｍにおける分散の絶対値が比較例に比べて
大きい。
るＥｒ添加濃度、比屈折率差Δ１、カットオフ波長を、
互いにほぼ同じ値になるように調整しても、実施例１〜
３は、波長１５３０ｎｍにおけるＥｒ吸収ピーク値が比
較例に比べて大きい。また、実施例１と実施例２は、波
長１５８０ｎｍにおける分散の絶対値が比較例に比べて
大きい。
【００８６】このように、上記各実施形態例の光ファイ
バは、比較例（従来例）と同じＥｒ密度、カットオフ波
長であっても、比較例に比べて吸収係数を増加でき、特
にＷ型の屈折率プロファイルにおいては波長分散の絶対
値も増大できることが確認できた。
バは、比較例（従来例）と同じＥｒ密度、カットオフ波
長であっても、比較例に比べて吸収係数を増加でき、特
にＷ型の屈折率プロファイルにおいては波長分散の絶対
値も増大できることが確認できた。
【００８７】また、表１に示すＦＷＭクロストークは、
以下の実験により求めたものである。つまり、８チャン
ネル（ｃｈ）のＬ−ＢＡＮＤの波長分割多重信号を１０
０ＧＨｚ間隔（４ｃｈと５ｃｈは２００ＧＨｚ間隔）で
入射させ、４チャンネルと５チャンネルの間の波長（１
６０５ｎｍ）における４光波混合クロストークを測定し
た。また、このときのシグナル１チャンネルあたりの出
力強度は、４ｄＢｍ／ｃｈとした。
以下の実験により求めたものである。つまり、８チャン
ネル（ｃｈ）のＬ−ＢＡＮＤの波長分割多重信号を１０
０ＧＨｚ間隔（４ｃｈと５ｃｈは２００ＧＨｚ間隔）で
入射させ、４チャンネルと５チャンネルの間の波長（１
６０５ｎｍ）における４光波混合クロストークを測定し
た。また、このときのシグナル１チャンネルあたりの出
力強度は、４ｄＢｍ／ｃｈとした。
【００８８】このＦＷＭクロストークの測定結果より、
実施例１〜３は、比較例よりＦＷＭクロストークを低減
できることが分かった。これは、吸収係数が大きくなっ
た効果であるといえる。特に、実施例１と実施例２は、
実施例３よりもＦＷＭクロストークを低減できている。
これは、波長分散の絶対値が大きいことから、位相整合
条件から遠ざかったためだと考えられる。
実施例１〜３は、比較例よりＦＷＭクロストークを低減
できることが分かった。これは、吸収係数が大きくなっ
た効果であるといえる。特に、実施例１と実施例２は、
実施例３よりもＦＷＭクロストークを低減できている。
これは、波長分散の絶対値が大きいことから、位相整合
条件から遠ざかったためだと考えられる。
【００８９】以上のように、実施例１〜３の光ファイバ
は、非線形現象を効率的に抑制できる光ファイバである
ことが実証できた。
は、非線形現象を効率的に抑制できる光ファイバである
ことが実証できた。
【００９０】次に、本発明に係る光ファイバの第４実施
形態例について説明する。第４実施形態例の光ファイバ
は、上記第２実施形態例と同様に、図３に示したような
Ｗ型屈折率プロファイルを有する光ファイバであり、第
４実施形態例が第２実施形態例と異なる特徴的なこと
は、コア部１に、Ｅｒと共に、希土類元素であるＬａを
添加したことである。
形態例について説明する。第４実施形態例の光ファイバ
は、上記第２実施形態例と同様に、図３に示したような
Ｗ型屈折率プロファイルを有する光ファイバであり、第
４実施形態例が第２実施形態例と異なる特徴的なこと
は、コア部１に、Ｅｒと共に、希土類元素であるＬａを
添加したことである。
【００９１】次に、本発明に係わる光ファイバの第５実
施形態例について説明する。第５実施形態例の光ファイ
バは上記第１実施形態例と同様に、図１に示したような
Ｗ型屈折率プロファイルを有する光ファイバであり、第
１実施形態例と異なる、第５実施形態例の特徴はコア部
１にＥｒとともに希土類元素であるランタン（Ｌａ）を
添加したことである。
施形態例について説明する。第５実施形態例の光ファイ
バは上記第１実施形態例と同様に、図１に示したような
Ｗ型屈折率プロファイルを有する光ファイバであり、第
１実施形態例と異なる、第５実施形態例の特徴はコア部
１にＥｒとともに希土類元素であるランタン（Ｌａ）を
添加したことである。
【００９２】上記第１実施形態例において説明したよう
に、Ｗ型やα分布型の屈折率プロファイルのＥｒ添加光
ファイバが、従来のステップインデックス型の屈折率プ
ロファイルのＥｒ添加光ファイバに比べて吸収係数を増
加できるのは、Ｅｒイオンの分布プロファイルと信号光
のモード分布との重なり積分が拡大するためである。
に、Ｗ型やα分布型の屈折率プロファイルのＥｒ添加光
ファイバが、従来のステップインデックス型の屈折率プ
ロファイルのＥｒ添加光ファイバに比べて吸収係数を増
加できるのは、Ｅｒイオンの分布プロファイルと信号光
のモード分布との重なり積分が拡大するためである。
【００９３】この重なり積分を拡大させる手法の他、Ｅ
ｒ添加光ファイバの吸収係数を拡大する方法として、濃
度消光を抑制することで、従来のＡｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２
ホストにおけるＥｒ添加濃度の上限を向上させる手法が
ある。Ｅｒ密度ρ０の高濃度化の制限要因は、濃度消光
による効率低下であるため、この濃度消光を抑制しつつ
Ｅｒ濃度を従来よりも上げることができれば、前記式
（１）から明らかなように、Ｅｒ添加光ファイバの吸収
係数のさらなる拡大が可能となる。
ｒ添加光ファイバの吸収係数を拡大する方法として、濃
度消光を抑制することで、従来のＡｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２
ホストにおけるＥｒ添加濃度の上限を向上させる手法が
ある。Ｅｒ密度ρ０の高濃度化の制限要因は、濃度消光
による効率低下であるため、この濃度消光を抑制しつつ
Ｅｒ濃度を従来よりも上げることができれば、前記式
（１）から明らかなように、Ｅｒ添加光ファイバの吸収
係数のさらなる拡大が可能となる。
【００９４】この濃度消光を抑制するため、Ｅｒイオン
以外の希土類元素をＥｒと共に添加する手法が提案され
ている。この提案は、例えば、文献８、特許文献１等に
提案されている。
以外の希土類元素をＥｒと共に添加する手法が提案され
ている。この提案は、例えば、文献８、特許文献１等に
提案されている。
【００９５】希土類元素として例えばＬａイオンをＥｒ
イオンと共に添加することで、濃度消光による効率低下
を抑制しながら、Ｅｒ濃度を従来のＡｌ２Ｏ３−ＳｉＯ
２ホストにおける添加濃度限界の２倍程度以上の数千ｗ
ｔｐｐｍまで高濃度化することが可能となる。
イオンと共に添加することで、濃度消光による効率低下
を抑制しながら、Ｅｒ濃度を従来のＡｌ２Ｏ３−ＳｉＯ
２ホストにおける添加濃度限界の２倍程度以上の数千ｗ
ｔｐｐｍまで高濃度化することが可能となる。
【００９６】したがって、この濃度消光による効率低下
抑制によるＥｒ密度の高密度化と前記重なり積分の拡大
との２つの手法を組み合わせることにより、さらなる高
吸収係数の実現が期待できる。
抑制によるＥｒ密度の高密度化と前記重なり積分の拡大
との２つの手法を組み合わせることにより、さらなる高
吸収係数の実現が期待できる。
【００９７】そこで、第４実施形態例及び第５実施形態
例では、上記のように、コア部１に希土類元素であるラ
ンタン（Ｌａ）をエルビウムと共に添加して形成した。
そして、第４実施形態例の実施例として、表２に示す実
施例４を、第５実施形態例の実施例として、表２に示す
実施例５を製造した。
例では、上記のように、コア部１に希土類元素であるラ
ンタン（Ｌａ）をエルビウムと共に添加して形成した。
そして、第４実施形態例の実施例として、表２に示す実
施例４を、第５実施形態例の実施例として、表２に示す
実施例５を製造した。
【００９８】
【表２】
【００９９】この表２に示す実施例４，５の光ファイバ
は、表１に示した実施例１〜３の光ファイバよりもさら
に吸収係数が大きくなった。このように、Ｌａをエルビ
ウムと共に添加して光ファイバを形成すると、吸収係数
のさらなる拡大が達成できることが実証できた。
は、表１に示した実施例１〜３の光ファイバよりもさら
に吸収係数が大きくなった。このように、Ｌａをエルビ
ウムと共に添加して光ファイバを形成すると、吸収係数
のさらなる拡大が達成できることが実証できた。
【０１００】第４実施形態例のように、消光抑制効果を
有する希土類元素（ここではＬａ）をＥｒイオンと共に
添加することで、Ｅｒイオン高密度化に伴う濃度消光を
抑制しながら吸収係数を増大できる。
有する希土類元素（ここではＬａ）をＥｒイオンと共に
添加することで、Ｅｒイオン高密度化に伴う濃度消光を
抑制しながら吸収係数を増大できる。
【０１０１】このように、Ｅｒイオンと共にＬａイオン
を添加してＥｒイオン高密度化に伴う濃度消光を抑制す
ると、増幅効率の劣化無く、Ｌａイオンを共添加してい
ないＷ型屈折率プロファイルやα分布型屈折率プロファ
イルの場合に比べて吸収係数の拡大が達成される。
を添加してＥｒイオン高密度化に伴う濃度消光を抑制す
ると、増幅効率の劣化無く、Ｌａイオンを共添加してい
ないＷ型屈折率プロファイルやα分布型屈折率プロファ
イルの場合に比べて吸収係数の拡大が達成される。
【０１０２】なお、本発明は上記各実施形態例に限定さ
れることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例え
ば、上記第１、第２、第４、第５実施形態例におけるコ
ア部１の第２クラッド部５に対する比屈折率差Δ１や第
１クラッド部２の第２クラッド部に対する比屈折率差Δ
２、上記第３実施形態例におけるコア部１のクラッド部
５に対する比屈折率差Δ１のそれぞれの値は特に限定さ
れるものでなく適宜設定されるものである。
れることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例え
ば、上記第１、第２、第４、第５実施形態例におけるコ
ア部１の第２クラッド部５に対する比屈折率差Δ１や第
１クラッド部２の第２クラッド部に対する比屈折率差Δ
２、上記第３実施形態例におけるコア部１のクラッド部
５に対する比屈折率差Δ１のそれぞれの値は特に限定さ
れるものでなく適宜設定されるものである。
【０１０３】また、上記第１、第２、第４、第５実施形
態例におけるコア部１の径や第１クラッド部２の径、上
記第３実施形態例におけるコア部１の径は特に限定され
るものでなく、適宜設定されるものである。
態例におけるコア部１の径や第１クラッド部２の径、上
記第３実施形態例におけるコア部１の径は特に限定され
るものでなく、適宜設定されるものである。
【０１０４】さらに、上記各実施形態例は、コア部１に
希土類元素であるエルビウム１種類を添加としたが、本
発明の光ファイバは、コア部１に２種類以上の希土類元
素を添加して形成してもよい。
希土類元素であるエルビウム１種類を添加としたが、本
発明の光ファイバは、コア部１に２種類以上の希土類元
素を添加して形成してもよい。
【０１０５】さらに、本発明の光ファイバは、コア部１
にエルビウム以外の希土類元素を１種類添加してもよ
い。この場合、例えばＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓ
ｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうち少なくとも一つの元素をコア部に添加することに
より、上記第４実施形態例と同様の効果を奏することが
できる。
にエルビウム以外の希土類元素を１種類添加してもよ
い。この場合、例えばＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓ
ｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ
のうち少なくとも一つの元素をコア部に添加することに
より、上記第４実施形態例と同様の効果を奏することが
できる。
【０１０６】
【発明の効果】本発明によれば、本発明者の検討に基づ
き、屈折率の最適化を図ることにより、希土類元素添加
光ファイバの吸収係数を大きくでき、非線形現象を抑制
できるので、広波長帯域の光増幅用として適した光ファ
イバを実現できる。
き、屈折率の最適化を図ることにより、希土類元素添加
光ファイバの吸収係数を大きくでき、非線形現象を抑制
できるので、広波長帯域の光増幅用として適した光ファ
イバを実現できる。
【０１０７】また、本発明において、コア部の外周側に
設けられて該コア部より屈折率が小さい第１クラッド部
と、該第１クラッド部の外周側に設けられて該第１クラ
ッド部より屈折率が大きく、かつ、前記コア部より屈折
率が小さい第２クラッド部とを有するＷ型屈折率プロフ
ァイルの構成の光ファイバは、以下の効果を奏すること
ができる。
設けられて該コア部より屈折率が小さい第１クラッド部
と、該第１クラッド部の外周側に設けられて該第１クラ
ッド部より屈折率が大きく、かつ、前記コア部より屈折
率が小さい第２クラッド部とを有するＷ型屈折率プロフ
ァイルの構成の光ファイバは、以下の効果を奏すること
ができる。
【０１０８】つまり、このＷ型屈折率プロファイルの希
土類元素光ファイバは、希土類元素の吸収係数と波長分
散の絶対値の両方を、従来のステップインデックス屈折
率プロファイルの光ファイバより大きくでき、より一層
効率的に非線形現象を抑制できるので、広波長帯域の光
増幅用としてより一層適した光ファイバを実現できる。
土類元素光ファイバは、希土類元素の吸収係数と波長分
散の絶対値の両方を、従来のステップインデックス屈折
率プロファイルの光ファイバより大きくでき、より一層
効率的に非線形現象を抑制できるので、広波長帯域の光
増幅用としてより一層適した光ファイバを実現できる。
【０１０９】さらに、上記Ｗ型屈折率プロファイルの本
発明において、コア部の屈折率分布をα分布型プロファ
イルとした構成によれば、吸収係数をより一層向上で
き、さらにより一層効率的に非線形現象を抑制できる。
発明において、コア部の屈折率分布をα分布型プロファ
イルとした構成によれば、吸収係数をより一層向上で
き、さらにより一層効率的に非線形現象を抑制できる。
【０１１０】さらに、本発明において、コア部に添加し
た希土類元素の一つはＥｒとした構成によれば、従来の
Ｅｒ添加光ファイバの製造技術を応用して光ファイバを
製造しやすい。
た希土類元素の一つはＥｒとした構成によれば、従来の
Ｅｒ添加光ファイバの製造技術を応用して光ファイバを
製造しやすい。
【０１１１】さらに、本発明において、波長１５３０ｎ
ｍにおけるＥｒ添加光ファイバの吸収係数を１２ｄＢ／
ｍ以上とした構成によれば、高い増幅光率が得られ、且
つ非線形現象を抑制できるので、広波長帯域の光増幅用
として適した光ファイバを確実に実現できる。
ｍにおけるＥｒ添加光ファイバの吸収係数を１２ｄＢ／
ｍ以上とした構成によれば、高い増幅光率が得られ、且
つ非線形現象を抑制できるので、広波長帯域の光増幅用
として適した光ファイバを確実に実現できる。
【図１】本発明に係る光ファイバの第１実施形態例の屈
折率プロファイルを示す説明図である。図１（ｂ）は図
１（ａ）の屈折率プロファイルを有する光ファイバの断
面構造を示す。
折率プロファイルを示す説明図である。図１（ｂ）は図
１（ａ）の屈折率プロファイルを有する光ファイバの断
面構造を示す。
【図２】光ファイバの屈折率プロファイルとＥｒ添加光
ファイバの吸収係数との関係を示すグラフである。
ファイバの吸収係数との関係を示すグラフである。
【図３】Ｗ型屈折率プロファイルの光ファイバの屈折率
プロファイル構成を示す説明図である。
プロファイル構成を示す説明図である。
【図４】α分布型屈折率プロファイルの光ファイバの屈
折率プロファイル構成を示す説明図である。
折率プロファイル構成を示す説明図である。
【図５】Ｗ型屈折率プロファイルの光ファイバにおける
コア部と第１クラッド部の径比と、波長分散との関係を
示すグラフである。
コア部と第１クラッド部の径比と、波長分散との関係を
示すグラフである。
【図６】カットオフ波長を１４５０ｎｍとしたときの、
Ｗ型屈折率プロファイルの光ファイバにおける比屈折率
差の比と、波長分散との関係を示すグラフである。
Ｗ型屈折率プロファイルの光ファイバにおける比屈折率
差の比と、波長分散との関係を示すグラフである。
【図７】カットオフ波長を９００ｎｍとしたときの、Ｗ
型屈折率プロファイルの光ファイバにおける比屈折率差
の比と、波長分散との関係を示すグラフである。
型屈折率プロファイルの光ファイバにおける比屈折率差
の比と、波長分散との関係を示すグラフである。
【図８】Ｗ型屈折率プロファイルにおけるコア部の屈折
率プロファイルの違いによる吸収係数の違いを示すグラ
フである。
率プロファイルの違いによる吸収係数の違いを示すグラ
フである。
【図９】スッテップインデックス型屈折率プロファイル
の光ファイバの屈折率プロファイル構成（ａ）と断面構
成（ｂ）を示す説明図である。
の光ファイバの屈折率プロファイル構成（ａ）と断面構
成（ｂ）を示す説明図である。
【図１０】ＤＳＣ型屈折率プロファイルの光ファイバの
屈折率プロファイル構成を示す説明図である。
屈折率プロファイル構成を示す説明図である。
【図１１】本発明に係わる光ファイバを用いた光増幅器
の構成を示す説明図である。
の構成を示す説明図である。
１ コア部
２ 第１クラッド部
５ 第２クラッド部
１１ 励起光源
１２ 光合分波器
１３ 光アイソレ−タ
１４ 本発明に係わる光ファイバ
１５ 光フィルタ
Claims (13)
- 【請求項１】 少なくとも一種類の希土類元素が添加さ
れたコア部と、該コア部の外周側に設けられて該コア部
より屈折率が小さい第１クラッド部と、該第１クラッド
部の外周側に設けられて該第１クラッド部より屈折率が
大きく、かつ、前記コア部より屈折率が小さい第２クラ
ッド部とを有することを特徴とする光ファイバ。 - 【請求項２】 コア部の屈折率分布をα分布型プロファ
イルとしたことを特徴とする請求項１記載の光ファイ
バ。 - 【請求項３】 コア部に添加した希土類元素の一つはエ
ルビウムとしたことを特徴とする請求項１記載の光ファ
イバ。 - 【請求項４】 波長１５３０ｎｍにおける吸収係数を１
２ｄＢ／ｍ以上としたことを特徴とする請求項４記載の
エルビウム添加光ファイバ。 - 【請求項５】 カットオフ波長を９８０ｎｍ以下とし、
波長１５３０ｎｍの波長における吸収係数を８ｄＢ／ｍ
以上としたことを特徴とする請求項３記載のエルビウム
添加光ファイバ。 - 【請求項６】 エルビウムと共にＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐ
ｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔ
ｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうち少なくとも一つの希土類元素をコ
ア部に添加したことを特徴とする請求項３記載のエルビ
ウム添加光ファイバ。 - 【請求項７】 波長１５３０ｎｍにおける吸収係数を１
４ｄＢ／m以上としたことを特徴とする請求項６記載の
エルビウム添加光ファイバ。 - 【請求項８】 カットオフ波長を９８０ｎｍ以下とし、
波長１５３０ｎｍの波長における吸収係数を１２ｄＢ／
ｍ以上としたことを特徴とする請求項６記載のエルビウ
ム添加光ファイバ。 - 【請求項９】 少なくとも一種類の希土類元素が添加さ
れたコア部と、該コア部の外周側に設けられて該コア部
より屈折率が小さいクラッド部とを有して前記コア部の
屈折率プロファイルをステップインデックス型としたス
テップインデックス型屈折率プロファイルの光ファイバ
に比べ、信号光波長における波長分散の絶対値を大きく
形成したことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。 - 【請求項１０】 少なくとも一種類の希土類元素が添加
されたコア部と、該コア部の外周側に設けられて該コア
部より屈折率が小さいクラッド部とを有し、該コア部の
屈折率分布をα分布型プロファイルとしたことを特徴と
する光ファイバ。 - 【請求項１１】 コア部に添加した希土類元素の１つは
Ｅｒである請求項１１の光ファイバ。 - 【請求項１２】 請求項１記載の光ファイバ（ＥＤＦ）
を含む光増幅器。 - 【請求項１３】 請求項１０記載の光ファイバ（ＥＤ
Ｆ）を含む光増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002362240A JP4142422B2 (ja) | 2001-12-18 | 2002-12-13 | 光ファイバ |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-384745 | 2001-12-18 | ||
| JP2001384745 | 2001-12-18 | ||
| JP2002-41922 | 2002-02-19 | ||
| JP2002041922 | 2002-02-19 | ||
| JP2002362240A JP4142422B2 (ja) | 2001-12-18 | 2002-12-13 | 光ファイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003318473A true JP2003318473A (ja) | 2003-11-07 |
| JP4142422B2 JP4142422B2 (ja) | 2008-09-03 |
Family
ID=29553952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002362240A Expired - Fee Related JP4142422B2 (ja) | 2001-12-18 | 2002-12-13 | 光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4142422B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005303101A (ja) * | 2004-04-14 | 2005-10-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光増幅用ファイバ、光ファイバ増幅器及び光通信システム |
| JPWO2005086299A1 (ja) * | 2004-03-05 | 2008-01-24 | 古河電気工業株式会社 | 希土類添加ファイバを使用する光ファイバレーザ及び広帯域光源 |
| JP2008041928A (ja) * | 2006-08-07 | 2008-02-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光増幅器検査方法および光増幅器検査装置 |
| WO2013106295A1 (en) * | 2012-01-12 | 2013-07-18 | Corning Incorporated | FEW MODE OPTICAL FIBERS FOR Er DOPED AMPLIFIERS, AND AMPLIFIERS USING SUCH |
| US8537458B2 (en) | 2009-07-08 | 2013-09-17 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical fiber for optical amplification, optical fiber amplifier, and optical fiber laser |
| JP2019121712A (ja) * | 2018-01-09 | 2019-07-22 | 日本電信電話株式会社 | 光増幅器の励起光パワー及び利得過渡応答の計算方法 |
| CN112510472A (zh) * | 2019-09-16 | 2021-03-16 | 华为技术有限公司 | 一种少模掺铒光纤以及少模掺铒光纤放大器 |
-
2002
- 2002-12-13 JP JP2002362240A patent/JP4142422B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005086299A1 (ja) * | 2004-03-05 | 2008-01-24 | 古河電気工業株式会社 | 希土類添加ファイバを使用する光ファイバレーザ及び広帯域光源 |
| JP5192692B2 (ja) * | 2004-03-05 | 2013-05-08 | 古河電気工業株式会社 | 広帯域光パルス発生装置およびノイズライクパルス発生装置 |
| JP2005303101A (ja) * | 2004-04-14 | 2005-10-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光増幅用ファイバ、光ファイバ増幅器及び光通信システム |
| JP4494850B2 (ja) * | 2004-04-14 | 2010-06-30 | 古河電気工業株式会社 | 光増幅用ファイバ、光ファイバ増幅器及び光通信システム |
| JP2008041928A (ja) * | 2006-08-07 | 2008-02-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光増幅器検査方法および光増幅器検査装置 |
| US8537458B2 (en) | 2009-07-08 | 2013-09-17 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical fiber for optical amplification, optical fiber amplifier, and optical fiber laser |
| WO2013106295A1 (en) * | 2012-01-12 | 2013-07-18 | Corning Incorporated | FEW MODE OPTICAL FIBERS FOR Er DOPED AMPLIFIERS, AND AMPLIFIERS USING SUCH |
| US8848285B2 (en) | 2012-01-12 | 2014-09-30 | Corning Incorporated | Few mode optical fibers for Er doped amplifiers, and amplifiers using such |
| JP2019121712A (ja) * | 2018-01-09 | 2019-07-22 | 日本電信電話株式会社 | 光増幅器の励起光パワー及び利得過渡応答の計算方法 |
| CN112510472A (zh) * | 2019-09-16 | 2021-03-16 | 华为技术有限公司 | 一种少模掺铒光纤以及少模掺铒光纤放大器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4142422B2 (ja) | 2008-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7466479B2 (en) | Optical fiber for optical amplifier | |
| JP4109323B2 (ja) | 非線形性光ファイバ、光ファイバコイル及び波長変換器 | |
| US6463201B2 (en) | Light amplification optical fiber and light amplifier using the same | |
| US9164230B2 (en) | High-power double-cladding-pumped (DC) erbium-doped fiber amplifier (EDFA) | |
| US6771415B2 (en) | Optical fiber for optical amplifier and fiber optic amplifier | |
| JP2003124547A (ja) | 光ファイバ増幅器 | |
| US20060291036A1 (en) | Optical amplifier and optical fiber | |
| JPH11121839A (ja) | 光増幅用ファイバ及び光ファイバ増幅器 | |
| JP2003241000A (ja) | 光ファイバおよびその光ファイバを用いた光増幅器ならびに光伝送システム | |
| EP1189316B1 (en) | Optical fiber for optical amplification and optical fiber amplifier | |
| JP4142422B2 (ja) | 光ファイバ | |
| SUGIMOTO et al. | Novel short-length EDF for C+ L band amplification | |
| JP4532079B2 (ja) | 光ファイバ | |
| Talam et al. | EDFA gain flattening using fiber Bragg gratings employing different host materials | |
| US6865019B2 (en) | Amplification optical fiber and fiber optic amplifier including the same | |
| JP2002043660A (ja) | 光増幅用光ファイバ | |
| JPH09211505A (ja) | 光ファイバ増幅器 | |
| Ono et al. | 1.58 µm band fluoride-based Er3+-doped fibre amplifier for WDM transmission systems | |
| Almukhtar | Development of Flat Gain and Wide-Band Erbium Doped Fiber Amplifier Using Hybrid Active Medium | |
| Aya Ali | Development of flat gain and wide-band erbium doped fiber amplifier using hybrid active medium/Aya Ali Hasan Almukhtar | |
| Seo et al. | New EDF design for high power and low nonlinearity applications | |
| JP2005064356A (ja) | 広帯域光増幅器 | |
| JPH0715059A (ja) | 光増幅器用ファイバ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051003 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070820 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071016 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080123 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080324 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080528 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080612 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110620 Year of fee payment: 3 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4142422 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110620 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120620 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120620 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130620 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |