JP2005037959A - Tellurite glass, and light amplifier and light source using same - Google Patents

Tellurite glass, and light amplifier and light source using same Download PDF

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Teruhisa Kanamori
Atsushi Mori
Yasutake Oishi
Hirotaka Ono
Toshiyuki Shimada
Makoto Yamada
泰丈 大石
浩孝 小野
誠 山田
俊之 島田
淳 森
照寿 金森
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Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt>
日本電信電話株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide tellurite glass which is material glass for an optical fiber or optical waveguide, a light amplification medium which can operate even in a wavelength region particularly from 1.5 to 1.7 μm and has wide band by using the tellurite glass, and a light amplifier and light source which use the light amplification medium and have wide band and low noise characteristics. <P>SOLUTION: The material glass for the optical fiber or optical waveguide added at least with erbium in the core is the tellurite glass containing Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>in its composition. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光ファイバまたは光導波路用の材料ガラスであるテルライトガラス、該テルライトガラスを用い、特に1.5μmから1.7μmの波長域でも動作可能な広帯域の光増幅媒体、該光増幅媒体を用いた広帯域かつ低雑音特性を有する光増幅器およびレーザ装置とに関する。 The present invention, tellurite glass is an optical fiber or a material glass for optical waveguides, said tellurite using glass, operable broadband optical amplification medium in particular from 1.5μm in wavelength range of 1.7 [mu] m, the optical amplification about an optical amplifier and laser device having a wide band and low noise characteristics with medium. また、本発明は、非石英系光ファイバと石英系光ファイバとを、あるいはコア屈折率が互いに異なる非石英系光ファイバ同士を確実にかつ低損失、低反射で接続する光ファイバ接続構造、さらに光源に関する。 The present invention also non-a silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber or reliably and low loss core refractive index different from each other non-silica-based optical fibers to each other, the optical fiber connection structure for connecting with a low reflection, further light source on.

光通信システムの伝送容量の拡大および機能向上のために、1本の光ファイバの中に複数の波長の光信号を合波して伝送したり、逆に1本の光ファイバを伝搬してきた複数の波長の光信号を各波長ごとに分波したりする波長多重伝送技術(WDM:Wavelength Division Multiplexing)の研究開発が現在行われている。 For expansion and improvements in transmission capacity of an optical communication system, a plurality of propagated or transmitted by multiplexing the optical signals of a plurality of wavelengths in a single optical fiber, the one optical fiber in the opposite wavelength multiplexing transmission technique or demultiplexing optical signals for each wavelength of the wavelength of: research and development (WDM wavelength Division multiplexing) is being currently performed. この伝送方式では、1本の光ファイバで複数の異なる波長の光信号を伝送し、伝送距離に応じて従来と同じように中継増幅する必要がある。 This transmission method is to transmit a single different wavelengths optical signals in the optical fiber, it is necessary to relay amplification As is conventional, depending on the transmission distance. そこで、光信号波長を増し伝送容量を上げるには、広い増幅波長帯を持つ光増幅器が必要になる。 Therefore, in order to increase the transmission capacity increasing optical signal wavelength, it is necessary to an optical amplifier having a broad amplification waveband.

また、光通信システムを保守、監視するためのシステムの波長には1.61μmから1.66μmの間の波長が考えられており、保守、監視システムのための光源や光増幅器の開発が望まれている。 Moreover, maintenance of the optical communication system, the wavelength of the system for monitoring is considered wavelength between 1.66μm from 1.61, maintenance, it is desired development of a light source or amplifier for monitoring system ing.

近年、光通信分野への応用を目的として、コアに希土類元素を添加した光ファイバを光増幅媒体とした光ファイバ増幅器、例えばEr(エルビウム)添加光ファイバ増幅器(EDFA)の研究開発が進められ、光通信システムへの応用が盛んに進められている。 Recently, for the purpose of application to optical communication field, core optical fiber amplifier and the optical amplifying medium an optical fiber doped with a rare earth element, for example, research and development of Er (erbium) doped optical fiber amplifier (EDFA) advances to, application to an optical communication system has been promoted actively. このEDFAは、シリカ系光ファイバの損失が最低となる1.5μm帯で動作し、30dB以上の高利得、低雑音、広い利得帯域、利得が偏波無依存、高い飽和出力などの優れた特徴を有することが知られている。 This EDFA operates at 1.5μm band loss of the silica-based optical fiber is the lowest, 30 dB or more high-gain, low noise, excellent characteristics such as wide gain bandwidth, gain polarization independent, high saturation output it has been known to have.

上記EDFAをWDM伝送に応用するときに要求される性能の一つは、上記したように、増幅帯域が広いことである。 One performance required when the application of the EDFA to the WDM transmission, as described above, is that the amplification band is wide. これまで、増幅帯域の広いEDFAとして、フッ化物ガラスをEr添加光ファイバ増幅器のホストとして用いたフッ化物EDFAが開発されている。 Previously, as a broad amplification band EDFA, the fluoride EDFA using a fluoride glass as a host of the Er doped optical fiber amplifier it has been developed.

ところで、テルライトEDFAを用いると、従来の石英系EDFAやフッ化物系EDFA増幅帯域よりも2倍以上広い1.53μmから1.56μmまでの波長増幅帯域よりも2倍以上広い1.53μmから1.61μmまでの波長帯域での一括増幅が可能となる。 However, the use of tellurite EDFA, from 1.53μm wide more than twice the wavelength amplification band from wide 1.53μm more than twice the conventional silica-based EDFA and fluoride EDFA amplification band to 1.56 .mu.m 1. collectively amplifies a wavelength band up to 61μm is possible. したがって、将来の超大容量WDMシステム用EDFAとして注目されている。 Accordingly, attention has been paid as EDFA for future ultra-high capacity WDM systems.

ところで、WDMシステム用EDFAとして要求される性能は、(1)増幅の広帯域性および(2)増幅の平坦性である。 However, performance required as EDFA for WDM system are (1) flatness of broadband performance and (2) amplification of the amplifier. まず、増幅の広帯域性について述べる。 First, we describe the broadband of amplification.

このEr添加テルライト光ファイバを増幅媒体としたとき、増幅帯域が拡がるのは、テルライトガラス中では1.5μm帯の光増幅をひき起こすErの13/3準位と15/2準位の誘導放出断面が他のガラス中よりも大きくなり、特に、1.6μm帯の長波長域では他のガラス中より約2倍程の値を取るからである。 When this Er-doped tellurite optical fiber amplifying medium, the amplification band is expanded, the 4 and 4 I 13/3 level of Er to cause the optical amplification of 1.5μm band in tellurite glass I 15/2 stimulated emission cross-section of the level is greater than during other glass, in particular, in the long wavelength region of 1.6μm band because it takes a value of approximately twice that of the other glass. 従って、テルライトEDFAでは、他のEDFAに比べて長波長域で大きな利得が得やすくなっている。 Therefore, the tellurite EDFA, a large gain in the long wavelength region as compared with other EDFA has become easier to obtain.

ところで、短波長域での増幅度は、基底準位の15/2準位のErの占有率と13/3準位の占有率との差で決まる。 Incidentally, the amplification degree in a short wavelength range is determined by the difference between the occupancy of 4 I 15/2 level position of Er ground levels and 4 I 13/3 level position of occupancy. すなわち、 15/2準位が全く占有されていなければ、利得は1.50μmのような短波長まで得ることができる。 That is, unless 4 I 15/2 level is completely occupied, the gain can be obtained up to a short wavelength such as 1.50 .mu.m.

しかし、長波長域(例えば、1.60μm付近)で高い利得を得ようとして、ファイバ長を長くすると、 15/2準位のファイバ全体での占有率が上がり、短波長域での利得は得られなくなり、また、1.54μm付近の雑音指数(NF:Noise Figuve)も上ってしまうことになる。 However, the long wavelength region (e.g., 1.60 .mu.m vicinity) in an attempt to obtain a high gain, when a longer fiber length, raises the occupancy of the whole fiber of 4 I 15/2 level, the gain in the short wavelength region can not be obtained, also, the noise figure of around 1.54μm (NF: noise Figuve) also would become up. 従って、テルライト光ファイバであっても、1本の光ファイバでカバーできる増幅帯域は限られたものになってしまう。 Therefore, even tellurite optical fiber, an amplification band that can be covered by a single optical fiber becomes be limited. 実際、1本のテルライト光ファイバを用いて得られる低NFで高利得な動作波長域は、1.55μmから1.61μmの60nm程度である。 In fact, high-gain operation wavelength range in the low NF obtained by using one of the tellurite optical fiber is 60nm approximately 1.61μm from 1.55 .mu.m.

つぎに、WDMシステム用EDFAとして要求される第2の性質である増幅の平坦性について述べる。 Next, we describe the flatness of the amplifier is a second property which is required as EDFA for WDM systems.

ところで、WDMシステム用EDFAとして要求される性能は、(1)増幅の広帯域性および(2)増幅の平坦性である。 However, performance required as EDFA for WDM system are (1) flatness of broadband performance and (2) amplification of the amplifier. テルライトEDFAは増幅の広帯域性には優れているけれども、増幅の平坦性は劣る。 Although tellurite EDFA is excellent in broadband performance of amplification, the inferior flatness of the amplifier. 例えば、利得ピーク波長1.56μmと1.60μmとでの利得偏差は、15dB以上である(A. Mori et al. 前掲)。 For example, a gain deviation between the gain peak wavelength 1.56μm and 1.60μm is 15dB or more (A. Mori et al. Supra). したがって、利得の平坦化を図るには、ファイバブラックグレーティング等の利得等化器をEDFAに適用する必要がある。 Therefore, the attempt to flatten the gain, it is necessary to apply a gain equalizer, such as a fiber black grating EDFA. しかし、利得偏差が大き過ぎる場合には平坦化するための利得等化器の設計が困難となったり、また複数の利得等化器を用いなければ利得等化ができなかったりするのが現状である。 However, if becomes difficult gain equalizer design for flattening if the gain deviation is too large, and in reality is or could not gain equalization unless a plurality of gain equalizers is there. 実際、テルライトEDFAの場合、利得偏差が15dB以上あるために、WDMシステムに適用される利得偏差が1dB以下のものが利得等化器を用いても実現されていない。 In fact, in the case of tellurite EDFA, in order to gain deviation is more than 15 dB, what gain deviation applied to a WDM system the following 1dB is not realized even by using a gain equalizer.

EDFAの本来の増幅スペクトルの形状を変化させるには、誘導放出断面積スペクトルの形状を変える必要がある。 To alter the original shape of the amplification spectrum of an EDFA, it is necessary to change the stimulated emission cross section spectra shape.

テルライトEDFAの場合、その利得スペクトルを平坦化し、利得等化しやすくするには、1.6μm帯付近の誘導放出断面積が大きくなるようなファイバホストを用いると良い。 For tellurite EDFA, the gain spectrum is flattened, to easily gain equalization is preferable to use a fiber hosts such as stimulated emission cross-section in the vicinity of 1.6μm band increases. これは、その場合、1.53μmから1.56μmまでの波長帯と1.6μm帯との利得偏差を低下させることができるためである。 This is the case, it is because it is possible to reduce the gain deviation between the wavelength band and 1.6μm band from 1.53μm to 1.56 .mu.m.

従来のテルライトEDFAのファイバホストとしてはTeO −ZnO−Na O−Bi 系ガラス(特願平9−30430号)がTeO −ZnO−Li O−Bi (特願平9−226890号)などのガラスが用いられている。 The fiber host for the conventional tellurite EDFA TeO 2 -ZnO-Na 2 O -Bi 2 O 3 based glass (Japanese Patent Application No. 9-30430) is TeO 2 -ZnO-Li 2 O- Bi 2 O 3 ( No. glass, such as flat 9-226890 issue) has been used. これらのガラス系では利得偏差は15dB以上になる。 These gain deviation in the glass system is equal to or greater than 15 dB.

ここで現在までの開発状況について簡単に説明する。 Here is a brief description of the development situation of the up to now.

米国特許第3,836,868号ないし第3,836,871号および第3,883,357号においてCooley等は希土類元素を添加したテルライトガラスでレーザ発振が可能なことを示している。 Cooley like indicates that it is possible lasing in tellurite glass doped with rare earth elements in U.S. Patent Nos. 3,836,868 to No. 3,836,871 and No. 3,883,357. しかし、Cooley等はファイバ化までは行っておらず、ファイバ化に必要な屈折率の調整およびガラスの熱安定性には言及していない。 However, Cooley such is not done until the fibers of, it does not mention the thermal stability of adjustment and glass having a refractive index required for the fiber of.

一方、米国特許第5,251,062号においてSnitzer 等はテルライトガラスを用いればEDFAの増幅帯域が拡大し、さらに光増幅にはファイバ化が不可欠であるとして、光学活性元素である希土類元素を含み、かつファイバ化が可能なテルライトガラスの組成範囲を具体的に開示した。 On the other hand, Snitzer like expanded amplification band of EDFA by using the tellurite glass, the more optical amplification is essential fibers of the U.S. Patent No. 5,251,062, a rare earth element is an optically active element wherein, and was specifically disclosed composition range of the tellurite glass capable fiber of. そのガラスはTeO ,R OおよびQO(RはLi以外の一価金属、Qは二価金属)よりなる3元系である。 Its glass is TeO 2, R 2 O, and QO (R is a monovalent metal except Li, Q is a divalent metal) ternary consisting. すなわち熱安定性の低下などのため、Liは一価金属として除外されている。 That is, since such decrease in the thermal stability, Li is excluded as the monovalent metal.

米国特許第5,251,062号でSnitzer 等は前記テルライトガラス中および石英系ガラス中でのエルビウムイオンの蛍光スペクトルを比較し、テルライトガラス中の方がスペクトル幅が広いことから前記テルライトガラスを用いればEDFAの広帯域増幅が可能であり、さらに、プラセオジム、ネオジム等の添加が可能であることを示し、これら光学活性物質の添加により、前記3元系テルライトガラスを用いた光ファイバで光増幅が可能であるとしている。 Snitzer, etc. In U.S. Patent No. 5,251,062 compares the fluorescence spectra of erbium ions in the tellurite glass and the silica-based glass, said from the side in the tellurite glass that spectrum wide tellurite the use of glass is possible EDFA broadband amplification, further praseodymium, indicates that it is possible to add such as neodymium, the addition of these optically active substances, in the optical fiber using the ternary tellurite glass it is that it is possible to optical amplification. しかし、米国特許第5,251,062号には光増幅を実際に行ったことを示す利得、励起波長および信号波長などの具体的な記載は一切ない。 However, there is no any gain, specific description such as excitation wavelength and the signal wavelength indicating that actually carried out optical amplification in U.S. Patent No. 5,251,062. すなわち、米国特許第5,251,062号は、単にファイバ化可能な3元系テルライトガラスの組成範囲を示し、光学活性な希土類元素を添加することが可能であることを示したにすぎない。 That is, U.S. Patent No. 5,251,062, merely shows the composition range of the fiber-able ternary tellurite glass, merely indicated that it is possible to add an optically active rare earth elements .

さらにSnitzer 等はJS Wang et. al, Optical Materials, 3(1994), pp.187-203 (以下、この文献をオプティカル・マテリアルズと呼ぶ。)において米国特許第5,251,062号に記載された以外の組成を含む種々のテルライトガラスの熱的および光学的特性を示している。 Further Snitzer etc. JS Wang et. Al, Optical Materials, 3 (1994), pp.187-203 (hereinafter, this document is referred to as Optical Materials.) As described in U.S. Patent No. 5,251,062 in It shows the thermal and optical properties of various tellurite glass containing composition other than. しかし、ここでも光増幅およびレーザ発振についての具体的な記載はない。 However, no specific description of optical amplification and laser oscillation again.

さらに、Snitzer 等は前記文献の直後に発行されたJS Wang et. al, Optics Letters, 19(1994), pp.1448-1449 (以下、この文献をオプティックス・レターズと呼ぶ。)において初めてネオジム添加テルライトガラスの単一モードファイバを用いたレーザ発振に関して初めて報告している。 Furthermore, Snitzer like JS Wang et. Al, issued immediately after the literature, Optics Letters, 19 (1994), pp.1448-1449 (hereinafter, this document is referred to as optics Letters.) First neodymium added at and for the first time report on laser oscillation with a single mode fiber of the tellurite glass.

前記単一モードファイバはコアが76.9%TeO −6.0%Na O−15.5%ZnO−1.5%Bi −0.1%Nd 、クラッドが75%TeO −5.0%Na O−20.0%ZnOで示される組成からなり、818nm励起で1061nmのレーザ発振を行っている。 It said single-mode fiber core is 76.9% TeO 2 -6.0% Na 2 O-15.5% ZnO-1.5% Bi 2 O 3 -0.1% Nd 2 O 3, the cladding 75 % TeO consists composition represented by 2 -5.0% Na 2 O-20.0 % ZnO, is performed laser oscillation 1061nm at 818nm excitation. この文献中にファイバの損失は記載されていないが、前記オプティカル・マテリアルズ中にコア組成Nd −77%TeO −6.0%Na O−15.5%ZnO−1.5%Bi 、クラッド組成75%TeO −5.0%Na O−20.0%ZnOのファイバ(オプティックス・レターズ記載のものと同一と推定される)の損失が1.55μmにおいて1500dB/km、励起光波長(0.98μm)において3000dB/kmであることが記載されている(図1を参照。この図は後述するテルライトガラス中のEr 3+13/215/2発光およびフッ化物ガラス中のEr 3+13/215/2発光を比較したものである)。 This loss of the fiber in the literature is not described, the core composition Nd 2 in the Optical Materials O 3 -77% TeO 2 -6.0% Na 2 O-15.5% ZnO-1.5 % Bi 2 O 3, loss of cladding composition 75% TeO 2 -5.0% Na 2 O-20.0% ZnO fibers (the same as is estimated to that of optics Letters described) is at 1.55μm 1500dB / km, see that are described in the excitation light wavelength (0.98 .mu.m) is 3000dB / km (Figure 1. 4 I 13/24 of Er 3+ tellurite glass this figure to be described later it is a comparison of 4 I 13/24 I 15/2 emission Er 3+ of I 15/2 emission and fluoride glass).

このファイバのコア組成はBi が加わっている点で前記米国特許第5,251,062号の3元系と異なるが、前記3元系にBi が加わった組成のガラスの熱安定性に関する記載は、このオプティックス・レターズにも、また前記オプティカル・マテリアルズ、米国特許第5,251,062号にも一切ない。 The core composition of the fiber is Bi 2 O 3 wherein differs from the U.S. Patent ternary No. 5,251,062 in that is applied, the glass having a composition applied is Bi 2 O 3 in the ternary wherein thermal stability in the optics Letters, also the optical Materials, not at all in US Patent No. 5,251,062.

しかし、前述のフッ化物EDFAは増幅帯域が30nm程度であり、WDMの帯域拡大のためにファイバ増幅器の帯域拡大を行うためには、これだけではまだ不十分である。 However, the fluoride EDFA described above is about amplification band is 30 nm, in order to perform a bandwidth expansion of a fiber amplifier for WDM bandwidth expansion, only this is still insufficient.

一方、これまで述べてきた通り、テルライトガラスは蛍光スペクトルの幅が広いことからEDFAのホストとすれば増幅帯域を拡げられる可能性があることが示された。 Meanwhile, as described so far, tellurite glass has been shown that there is likely to be spread the amplification band if the EDFA host since the width of the fluorescence spectrum is wide. また、TeO ,R OおよびQO(RはLi以外の一価金属、Qは二価金属)よりなる3元系でファイバ化が可能であることも示され、前記組成を基本とするネオジム添加単一モードファイバで1061nmのレーザ発振が実現された。 Further, TeO 2, R 2 O, and QO (R is other than Li monovalent metal, Q is a divalent metal) is also shown to be capable of fibers of ternary system consisting of neodymium which is based on the composition lasing 1061nm was achieved by adding a single-mode fiber.

しかし、テルライトガラスを用いたEDFAはまだ実現されていない。 However, the EDFA using the tellurite glass is not yet realized. 以下にテルライトEDFA実現のための課題を示す。 The following shows the challenges for tellurite EDFA implemented.

そのためにはまず、目的とするEDFAとこれまでに実現されたネオジム添加ファイバレーザとの相違、すなわちガラス中のエルビウムの1.5μm帯の発光とネオジムの1.06μm帯の発光の相違を示す必要がある。 To do this, first we need to show differences between the EDFA and the ever realized neodymium doped fiber laser for the purpose, i.e. the difference in light emission of the light emitting and 1.06μm bands neodymium 1.5μm band erbium in the glass there is.

前者の光学遷移は模式的に図2で示される。 Optical transition of the former is shown in schematically Figure 2. すなわち目的としている準位2から準位1への誘導放出を得るために、準位1から準位3(準位2よりエネルギーの高い準位)に励起して、準位3から準位2への緩和により準位1・2間の反転分布を形成している。 Ie, to obtain stimulated emission from level 2 are intended to level 1, by exciting the level from level 1 3 (higher energy than level 2 level) level from the level 3 2 forming a population inversion between the levels 1 and 2 by relaxation to. これを3準位系という。 This is called a three-level system. 一方、図3に示すように、誘導放出の終準位が基底準位ではなく、基底準位の上位準位である準位1のとき、これを4準位系という。 On the other hand, as shown in FIG. 3, rather than the end level is ground level of stimulated emission, when the level 1 which is the upper levels of the ground state, which 4 that level system. 3準位系は4準位系と比較して誘導放出の終準位が基底状態であるため反転分布を形成しにくい。 Three-level system is 4 final level of the stimulated emission as compared to the level system is less likely to form a population inversion for a ground state. したがって3準位系のEDFAでは励起光強度を強めるとともに、ファイバ自体も低損失化および高Δn化が必要である。 Thus 3 together enhance EDFA in excitation light intensity level system, fiber itself is required low loss and high Δn of. 高Δn化は効率的な励起のためである。 High Δn of is for efficient excitation.

ここで、ファイバの損失が大きいとたとえ光増幅は行えても増幅帯域が拡げられないことを簡単に示す。 Here, even if done in even light amplification is large loss of fibers easily show that amplification band can not be expanded.

図4に石英系EDFAとテルライトEDFAの利得の波長依存性の模式図を示す。 It shows a schematic diagram of the wavelength dependency of the gain of the silica-based EDFA and the tellurite EDFA in FIG. テルライトEDFAはこの図のように石英系EDFAより広帯域な光増幅が期待できる。 Tellurite EDFA can be expected broadband optical amplification than silica-based EDFA as shown in this figure. しかし、石英系ガラス以外のガラスでは石英系ガラスと比較して通信波長帯での損失は大きい。 However, loss at communication wavelength bands as compared to the silica-based glass is a glass of non-silica-based glass is large. そのため、光ファイバ増幅器ではこの損失が利得を実質的に低下させる。 Therefore, substantially reduces the loss gain in optical fiber amplifiers.

図5に模式的に示す通り、損失が小さい場合はテルライトガラスの増幅帯域は前記のものに近いが、損失が大きくなると増幅帯域が小さくなる。 As shown schematically in FIG. 5, the amplification band of tellurite glass if loss is small close to that of the amplification band is smaller and the loss becomes large.

ところで、最近のWDM伝送では、伝送容量の増大を図るために1チャネル当りの伝送速度の高速化が進められている。 Meanwhile, in recent WDM transmission, the transmission speed per one channel in order to increase the transmission capacity has been developed. そのためには、伝送路の一部を構成しているEr添加光ファイバ自体の波長分散特性の最適化を図る必要があるが、これまで、このようなEr添加光ファイバ自体の波長分散に関して注意が払われていなかった。 For this purpose, it is necessary to optimize the wavelength dispersion characteristics of the Er-doped optical fiber itself forms part of the transmission path, so far, attention with respect to the wavelength dispersion of such Er-doped optical fiber itself It had not been paid.

テルライトガラスの場合、材料分散値が零となる波長は、2μmよりも長波長帯に位置し、EDFAに使用する高NA(Numerical Aperture)ファイバの波長分散値は、1.55μm帯において、通常、−100ps/km/nm以下の値を取ることになる。 For tellurite glass, a wavelength where the material dispersion value becomes zero, than 2μm located on the longer wavelength band, the wavelength dispersion value of high NA (Numerical Aperture) fiber to be used for EDFA, at 1.55μm band, usually , it will take the following values ​​-100ps / km / nm. このため、ファイバを10m程度の短尺で用いた場合でも、このファイバの波長分散値は−1ps/nm以下の大きな値となる。 Therefore, even when a fiber short of about 10 m, the wavelength dispersion value of the fiber becomes a large value of less -1 ps / nm.

従って、テルライトEDFAを長距離、高速WDM伝送に使用するためには、その波長分散値をできるだけ零に近づける必要がある。 Therefore, in order to use the tellurite EDFA long distance, high-speed WDM transmission, it is necessary to close the chromatic dispersion value as possible to zero. ところが、上述したように、テルライトガラスの材料分散値は2μm以上の波長域で零となるため、テルライトガラスファイバでは、石英ファイバで行われているようなファイバの構造パラメータを最適化することによって1.55μm帯での波長分散値を零に近づけるという手法が取れないのが現実である。 However, as described above, since the material dispersion value of tellurite glass to be zero at least in the wavelength range 2 [mu] m, the tellurite glass fiber, optimizing the structural parameters of the fiber, as is done in silica fiber it is a reality that can not be taken technique of close to zero the wavelength dispersion value in the 1.55μm band by.

また、テルライト光ファイバは、1.3μm帯増幅用のPr(プラセオジム)のホストとしても使用できる。 Further, tellurite optical fiber can also be used as a host for Pr (praseodymium) of 1.3μm-band amplification. ところが、前述のように、テルライト光ファイバは、1.3μm帯において、絶対値で大きな波長分散値を持つ。 However, as mentioned above, the tellurite optical fiber, in 1.3μm band, having a large wavelength dispersion value in absolute value. そのため、テルライト光ファイバを使用して高速光信号を増幅する場合には、パルス波長のひずみが誘起されるので、波長分散値の補正をしないと、光通信システム中での使用が困難になる。 Therefore, when amplifying high-speed optical signal using the tellurite optical fiber, since the distortion of the pulse wave is induced, when no correction of the chromatic dispersion value, it is difficult to use in optical communication systems.

つぎに、非石英系光ファイバと石英系光ファイバとの接続について説明する。 Next, a description will be given connection between non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber.

上記のような非石英系光ファイバを実際に増幅用あるいは非線形光学用として使用する場合、石英系光ファイバと低損失でかつ低反射で接続する必要がある。 When using the non-silica-based optical fiber as described above as actual amplification or for non-linear optical, it is necessary to connect in silica-based optical fiber and the low loss and low reflection. しかし、非石英系光ファイバと石英系光ファイバとはそれぞれのコア屈折率が異なり、両者を図6および図7に示すように接続した場合、残留反射が存在し、実用的な使用に適用できる接続が実現できない。 However, the non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber is different each core refractive index, when connected to each other as shown in FIGS. 6 and 7, there is residual reflection can be applied to practical use connection can not be realized. これらの図において、参照符号1は非石英系光ファイバ、2は石英系光ファイバ、5は光学接着剤、6は接着剤を示し、図6ではファイバ接続面に光学接着剤が介在しない。 In these figures, reference numeral 1 non silica-based optical fiber, 2 is a silica-based optical fiber, 5 is an optical adhesive, 6 denotes an adhesive, optical adhesive is not interposed in the fiber connection surface 6. このため、図8に示すように、石英系光ファイバ2a,2bと非石英系光ファイバ1間に存在する残留反射によって、出力信号には両接続部の反射によって生じるゴースト(雑音として作用する)が発生し、信号の品質を著しく劣化する。 Therefore, as shown in FIG. 8, the silica-based optical fiber 2a, the residual reflection present in 2b and the non-silica-based optical fiber between 1 (acting as noise) ghosts caused by the reflections of the two connecting portions to the output signal There occurs, significantly degrade the quality of the signal. このため、接続部の残留反射率としては、−60dB以上が要求(光ファイバ増幅器の場合)される(文献「武井他,“光増幅器モジュール”,沖電気開発,vol.64, No.1, pp.63-66, 1997」を参照)。 Therefore, as the residual reflectance of the connection portion, or -60dB request (in the case of an optical fiber amplifier) ​​is the (literature "Takei et al.," Optical amplifier module ", Oki development, Vol.64, No.1, pp.63-66, referring to the 1997 "). 例えば、Zr系フッ化物ファイバ、In系フッ化物ファイバ、カルコゲナイド系ガラスファイバ(ガラス組成As−S)、およびテルライトガラスファイバのコア屈折率はそれぞれ、1.48〜1.55(ガラス組成により変化)、1.45〜1.65(ガラス組成により変化)、2.4、および2.1であり、石英ファイバ(コア屈折率〜1.50)と接続した場合の反射減衰量R(単位はdB、残留反射率との関係は、残留反射率が負の値を示すのに対して、反射減衰量は残留反射率の絶対値を示し正の値を有する。)は下式(2)で求められる。 For example changes, Zr-based fluoride fiber, In-based fluoride fiber, chalcogenide glass fiber (glass composition As-S), and each core refractive index of the tellurite glass fiber, by 1.48 to 1.55 (glass composition ), 1.45 to 1.65 (varies with glass composition), 2.4, and was 2.1, the return loss R (unit when connected with the quartz fiber (core refractive index 1.50) is dB, the relationship between the residual reflectance, relative to residual reflectivity of a negative value, the reflection attenuation amount has a positive value indicates the absolute value of the residual reflectance.) is the following formula (2) Desired.

ただし、n NS ,n はそれぞれ、石英系ファイバおよび非石英系ファイバのコア屈折率である。 However, n NS, n S are each a core refractive index of the silica fiber and non-silica-based fibers. Zr系フッ化物ファイバ、In系フッ化物ファイバ、カルコゲナイド系ガラスファイバ(ガラス組成As−S)、およびテルライトガラスファイバと石英系ファイバ間の反射減衰量は、それぞれ、∞〜35dB、∞〜26dB、13dB、および16dBである。 Zr-based fluoride fiber, In-based fluoride fiber, chalcogenide glass fiber (glass composition As-S), and return loss between tellurite glass fiber and silica fiber, respectively, ∞~35dB, ∞~26dB, 13dB, and is 16dB. なお、Zr系フッ化物ファイバ、In系フッ化物ファイバに関しては、ガラスの組成を調整して石英系ファイバのコア屈折率と近づけることにより、反射減衰量を増加(残留反射率は低減)できる。 Incidentally, Zr-based fluoride fiber, for In-based fluoride fiber, by approximating by adjusting the composition of the glass core refractive index of the silica fiber, can increase return loss (residual reflectance reduction). しかし、これは、実用的なファイバを作製する上で大きな制約(例えば、ファイバ作製時のガラス組成の精密制御、低損失ファイバ作製に適したガラス組成との整合性を考慮)を受けることになる。 However, this will practical fiber significant limitations in manufacturing (e.g., precise control of the glass composition at the time of fiber making, considering consistency with glass compositions suitable for making low loss fiber) to undergo . また、石英系光ファイバと非石英系光ファイバ間の接続は、 The connection between the silica-based optical fiber and the non-silica-based optical fiber,
1)両ファイバの軟化温度の差(石英系光ファイバの軟化温度1400度、非石英系光ファイバの軟化温度500度)により従来の融着接続が適用できないこと、 1) softening temperature 1400 degrees difference (silica-based optical fiber of the softening temperature of both the fiber, can not be applied a conventional fusion splicing the non-softening temperature of 500 ° of the silica-based optical fiber),
2)非石英系光ファイバに適した光コネクタ作製技術がないため、光コネクタ接続技術が適用できないこと等の理由により、両者を接続するのにも大きな課題があった。 2) Since there is no optical connector fabrication techniques suitable for the non-silica-based optical fiber, optical connector connection technology because, for example can not be applied, there is a major issue to connect them. このため、Zr系フッ化物光ファイバ、In系フッ化物光ファイバに関してはガラス組成に依存なく、また、カルコゲナイド系ガラス光ファイバ、テルライトガラス光ファイバと石英系光ファイバとを確実にかつ低損失、低反射で接続する汎用的な接続技術が求められていた。 Thus, Zr-based fluoride optical fibers, without depending on the glass composition with respect to In-based fluoride optical fibers, also reliably and low loss chalcogenide glass optical fiber, a tellurite glass optical fiber and the silica-based optical fiber, universal connectivity technology to connect low reflection has been demanded.

この課題を解決するために開発された従来の接続技術の一つ(特開平6−27343号公報)を図9および図10に示す。 One of conventional connection techniques developed in order to solve this problem the (JP-A-6-27343) shown in FIGS. この技術では、まず非石英系光ファイバ1および石英系光ファイバ2をそれぞれ光ファイバ保持筐体7aおよび7bで保持する。 This technique, first holding non silica-based optical fiber 1 and the silica-based optical fiber 2 to a respective optical fiber holding housing 7a and 7b. ここで、各々の光ファイバ1および2は、それぞれV溝基板8a,8bにより位置決めされ、接着剤10a,10bと光ファイバ固定板9a,9bにより光ファイバ保持筐体7aおよび7bに固定されている。 Here, each of the optical fibers 1 and 2, V-groove substrate 8a respectively, are positioned by 8b, and is fixed to the optical fiber holding housing 7a and 7b with an adhesive 10a, 10b and the optical fiber fixing plate 9a, 9b . また、光ファイバを保持した一方の光ファイバ保持筐体(図9では光ファイバ2を保持した光ファイバ保持筐体7b)の接続端面には、それぞれのファイバが接続された時に生じる反射を抑える目的であらかじめ誘電体膜18が設けられている。 Further, the connection end surface of one of the optical fiber holding casing holding the optical fiber (optical fiber holding housing 7b holding the optical fiber 2 in FIG. 9) the purpose of suppressing the reflection caused when the respective fiber is connected dielectric film 18 is provided in advance. 石英系光ファイバ2と非石英系光ファイバ1との接続は、図10に示すように、光ファイバ1と2の光軸が一致するように光ファイバ保持筐体7a,7b同士を調整後、紫外線硬化樹脂系の光学接着剤5を用いて接続する。 Connection between the silica-based optical fiber 2 and the non-silica-based optical fiber 1, as shown in FIG. 10, the optical fiber holding housing 7a as the optical axis of the optical fiber 1 and 2 are identical, after adjusting 7b together, It connected using an optical adhesive 5 of the ultraviolet curing resin systems. この時、光ファイバ保持筐体7a,7bの接続端面は、それぞれ、非石英系ファイバおよび石英系ファイバ2の光軸に対して垂直であるため、接続点で反射が生じるとそのまま逆方向へ戻り、反射減衰量を劣化させる。 At this time, the optical fiber holding housing 7a, connection end faces of 7b, respectively, because it is perpendicular to the non-silica-based fibers and the optical axis of the silica fiber 2, the reflection at the connection point occurs back in the opposite direction as it is It degrades the return loss. そこで、この従来技術は、誘電体膜18によって接続点における反射を低下させようとするものである。 Therefore, this prior art is to attempt to reduce the reflection at the junction by the dielectric film 18. しかし、この従来の接続では光学接着剤5の屈折率と誘電体膜18の屈折率および膜厚とを精密に調整する必要がある。 However, this has to be precisely adjusted to the refractive index and thickness of the refractive index and the dielectric film 18 of the optical adhesive 5 in a conventional connection. すなわち、非石英系光ファイバ1のコア屈折率をn 、石英系ファイバ2のコア屈折率をn とすると、光学接着剤5の屈折率はn に調整し、また、誘電体膜18の屈折率n および膜厚t は下式(3)および(4)の条件を満足する必要がある。 That, n 1 the refractive index of the core of the non-silica-based optical fiber 1, the core refractive index of the silica fiber 2 and n 2, the refractive index of the optical adhesive 5 is adjusted to n 1, The dielectric film 18 the refractive index n f and the thickness t f is required to satisfy the conditions of the following formula (3) and (4).

ただし、λは信号波長(使用する波長)である。 However, lambda is the signal wavelength (wavelength to be used).

以上述べたように、この従来接続技術では誘電体膜を用いて低反射・低損失の接続部を構成するため、光学接着剤5の屈折率と誘電体膜18の屈折率および膜厚とを精密に調整する必要があり、特性の優れる接続部を再現良く、歩留り良く実現する上で大きな問題があった。 As described above, this in the conventional connection technology constituting a connecting portion of the low reflection and low loss with a dielectric film, and a refractive index and thickness of the refractive index and the dielectric film 18 of the optical adhesive 5 must be precisely adjusted, with good reproducibility a connection having excellent characteristics, there has been a big problem in high yield realized.

また、第2の従来技術としては、図11に示すように、光ファイバ19aおよび19bを保持した光ファイバ保持筐体7a,7bのそれぞれの接続端面を、光ファイバの光軸と垂直な方向に対してθだけ傾斜するようにし、光ファイバ19aおよび19bの光軸が一致するように光ファイバ保持筐体7a,7b同士を位置調整した後に、光学接着剤5を用いて接続し、低反射で低損失な接続部を実現する斜め接続法があるが、この接続は光ファイバ19aのコア屈折率と光ファイバ19bのコア屈折率とがほぼ一致する場合に適用できる方法であり、非石英系光ファイバと石英系光ファイバのように、コア屈折率が互いに異なる場合には適用できなかった。 As the second prior art, as shown in FIG. 11, the optical fiber holding casing 7a which holds the optical fiber 19a and 19b, each connection end faces of 7b, the optical fiber in the direction perpendicular to the optical axis so as to tilt by θ for an optical fiber holding housing 7a as the optical axis of the optical fiber 19a and 19b are matched, after positioning and 7b each other to connect with an optical adhesive 5, at low reflection there is an oblique connection method to realize a low-loss connection portion, this connection is a method that can be applied to the case where the core refractive index of the optical fiber 19a and the core refractive index of the optical fiber 19b coincide substantially, non-silica-based optical as the fiber and the silica-based optical fiber, it can not be applied in the case of core refractive index different from each other.

したがって、本発明の課題は、Erの1.5μm帯の誘導放出断面積がより平坦になるファイバホストとして光増幅用テルライトガラスを提供するとともに、該ガラスを光増幅媒体とした利得平坦化したテルライトEDFAを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention, together with the stimulated emission cross-sectional area of ​​1.5μm band Er is to provide an optical amplifier tellurite glass as fiber host to become flatter and gain-flattening and optical amplifying medium the glass It is to provide a tellurite EDFA. また、従来のテルライトEDFAの動作波長帯域を拡大して、より広帯域な領域の低雑音動作するテルライトEDFAを提供することである。 Also, to expand the operating wavelength band of the conventional tellurite EDFA, it is to provide a tellurite EDFA for low noise operation of the wider-band region. さらに、光学活性な希土類元素を添加してたとえば広帯域EDFAのような従来のガラスでは実現不可能だった機能を発現できるテルライトファイバを提供することを提供することを課題とする。 Furthermore, it is an object to provide a to provide a tellurite fiber capable of expressing the features that were not feasible with conventional glass such as by adding an optically active rare earth elements for example wideband EDFA. また、該テルライトガラスを用い、特に1.5μmから1.7μmの波長域でも動作可能な広帯域の光増幅媒体、該光増幅媒体を用いた広帯域かつ低雑音特性を有する光増幅器、レーザ装置、さらに光源を提供することも課題とする。 Moreover, the use of tellurite glass, especially optical amplifying medium operable broadband even in the wavelength range of 1.7μm from 1.5 [mu] m, an optical amplifier having a wide band and low noise characteristics using the optical amplification medium, a laser device, also an object to further provide a light source. さらに、非石英系光ファイバと石英系光ファイバとを、あるいはコア屈折率が互いに異なる非石英系光ファイバ同士を確実にかつ低損失、低反射で接続する汎用的・実用的な接続技術を提供することを目的とする。 Furthermore, providing a non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber or reliably and low loss core refractive index different from each other non-silica-based optical fibers to each other, general-practical connection techniques for connecting with a low-reflection an object of the present invention is to.

上記課題を解決するために、本発明にもとづくテルライトガラス、該テルライトガラスを用いた光増幅器および光源は、以下のような構成からなるものとした。 In order to solve the above problems, tellurite glass according to the present invention, an optical amplifier and a light source using the tellurite glass, consisted of the following configurations.

(1) テルライトガラスは、光ファイバまたは光導波路用の材料ガラスであって、 (1) tellurite glass is an optical fiber or a material glass for optical waveguides,
0<Bi ≦20(モル%)、 0 <Bi 2 O 3 ≦ 20 ( mol%),
0≦Na O≦35(モル%)、 0 ≦ Na 2 O ≦ 35 (mol%),
0≦ZnO≦35(モル%)、および 55≦TeO ≦90(モル%) 0 ≦ ZnO ≦ 35 (mol%), and 55 ≦ TeO 2 ≦ 90 (mol%)
からなる組成を持つことを特徴とする。 It characterized as having a composition consisting of.

(2) (1)に記載のテルライトガラスにおいて、好ましくは、前記テルライトガラスにおけるBi の添加量は、 In tellurite glass according to (2) (1), preferably, the addition amount of Bi 2 O 3 in the tellurite glass,
1.5<Bi ≦15(モル%) 1.5 <Bi 2 O 3 ≦ 15 ( mol%)
の範囲にある。 It is in the range of.

(3) テルライトガラスは、光ファイバまたは光導波路用の材料であって、 (3) tellurite glass is a material for an optical fiber or an optical waveguide,
0<Bi ≦20(モル%)、 0 <Bi 2 O 3 ≦ 20 ( mol%),
0≦Li O≦25(モル%)、 0 ≦ Li 2 O ≦ 25 (mol%),
0≦ZnO≦25(モル%)、および 55≦TeO ≦90(モル%) 0 ≦ ZnO ≦ 25 (mol%), and 55 ≦ TeO 2 ≦ 90 (mol%)
からなる組成を持つことを特徴とする。 It characterized as having a composition consisting of.

(4) テルライトガラスは、光ファイバまたは光導波路用の材料ガラスであって、 (4) tellurite glass is an optical fiber or a material glass for optical waveguides,
0<Bi ≦20(モル%)、 0 <Bi 2 O 3 ≦ 20 ( mol%),
0≦M O≦35(モル%)、 0 ≦ M 2 O ≦ 35 (mol%),
0≦ZnO≦35(モル%)、および 55≦TeO ≦90(モル%) 0 ≦ ZnO ≦ 35 (mol%), and 55 ≦ TeO 2 ≦ 90 (mol%)
からなる組成を持ち、さらに、前記MはNa、Li、K、Rb、Csからなる群から選択される少なくとも2種以上の一価金属であることを特徴とする。 It has a composition consisting of, further, the M is characterized Na, Li, K, Rb, is at least two or more monovalent metal selected from the group consisting of Cs.

(5) (4)に記載のテルライトガラスは、好ましくは、前記テルライトガラスにおけるBi の添加量が、 (5) tellurite glass according to (4), preferably, the addition amount of Bi 2 O 3 in the tellurite glass,
1.5<Bi ≦15(モル%) 1.5 <Bi 2 O 3 ≦ 15 ( mol%)
である。 It is.

(6) テルライトガラスは、光ファイバまたは光導波路用の材料ガラスであって、 (6) tellurite glass is an optical fiber or a material glass for optical waveguides,
0<Bi ≦20(モル%)、 0 <Bi 2 O 3 ≦ 20 ( mol%),
0<Li O≦25(モル%)、 0 <Li 2 O ≦ 25 (mol%),
0<Na O≦15(モル%)、 0 <Na 2 O ≦ 15 (mol%),
0≦ZnO≦25(モル%)、および 60≦TeO ≦90(モル%) 0 ≦ ZnO ≦ 25 (mol%), and 60 ≦ TeO 2 ≦ 90 (mol%)
からなる組成を持つことを特徴とする。 It characterized as having a composition consisting of.

(7) テルライトガラスは、少なくともコアにエルビウムを添加した光ファイバまたは光導波路用の材料ガラスであって、前記材料ガラスにAl を加えた組成を有することを特徴とする。 (7) tellurite glass is a material glass for optical fiber or an optical waveguide was added erbium least the core, and having a composition obtained by adding Al 2 O 3 to the material glass.

(8) テルライトガラスは、光ファイバまたは光導波路用の材料ガラスであって、前記材料ガラス組成は、TeO −ZnO−M O−Bi −Al からなる組成で、Mは1種類以上のアルカリ元素であることを特徴とする。 (8) tellurite glass is a material glass for optical fiber or an optical waveguide, the material glass composition, a composition consisting of TeO 2 -ZnO-M 2 O- Bi 2 O 3 -Al 2 O 3, M may be equal to one or more alkali elements.

(9) テルライトガラスは、光ファイバまたは光導波路用の材料ガラスであって、 (9) tellurite glass is an optical fiber or a material glass for optical waveguides,
前記材料ガラス組成は、 The material glass composition,
0<Bi ≦10(モル%)、 0 <Bi 2 O 3 ≦ 10 ( mol%),
0<Li O≦30(モル%)、 0 <Li 2 O ≦ 30 (mol%),
0≦ZnO≦4(モル%)、および 70≦TeO ≦90(モル%) 0 ≦ ZnO ≦ 4 (mol%), and 70 ≦ TeO 2 ≦ 90 (mol%)
0<Al ≦3(モル%) 0 <Al 2 O 3 ≦ 3 ( mol%)
であることを特徴とする。 And characterized in that.

(10) テルライトガラスは、光ファイバまたは光導波路用の材料ガラスであって、 (10) tellurite glass is an optical fiber or a material glass for optical waveguides,
前記材料ガラス組成は、 The material glass composition,
0<Bi ≦15(モル%)、 0 <Bi 2 O 3 ≦ 15 ( mol%),
0<Na O≦30(モル%)、 0 <Na 2 O ≦ 30 (mol%),
0≦ZnO≦35(モル%)、および 60≦TeO ≦90(モル%) 0 ≦ ZnO ≦ 35 (mol%), and 60 ≦ TeO 2 ≦ 90 (mol%)
0<Al ≦4(モル%) 0 <Al 2 O 3 ≦ 4 ( mol%)
であることを特徴とする。 And characterized in that.

(11) (1)ないし(10)のいずれか一つに記載のテルライトガラスのいて、好ましくは、前記テルライトガラスにおけるBi の添加量が、 (11) (1) to be had of the tellurite glass of any one of (10), preferably, the addition amount of Bi 2 O 3 in the tellurite glass,
4<Bi <7 4 <Bi 2 O 3 <7
である。 It is.

(12) 光増幅媒体は、コアガラスとクラッドガラスとを有する光ファイバまたは光導波路からなる光増幅媒体であって、(1)ないし(6)または(8)ないし(11)のいずれか一つに記載のテルライトガラスからなることを特徴とする。 (12) the optical amplifying medium is, any one of from an optical amplification medium comprised of an optical fiber or an optical waveguide having a core glass and a clad glass, (1) to (6) or (8) to (11) characterized by comprising the tellurite glass according to.

(13) 光増幅媒体は、コアガラスとクラッドガラスとを有する光ファイバまたは光導波路からなる光増幅媒体であって、 (13) the optical amplifying medium is an optical amplification medium comprised of an optical fiber or an optical waveguide having a core glass and a clad glass,
前記コアガラスは、 Said core glass,
0<Bi ≦20(モル%)、 0 <Bi 2 O 3 ≦ 20 ( mol%),
好ましくは1.5<Bi ≦15(モル%)、 Preferably 1.5 <Bi 2 O 3 ≦ 15 ( mol%),
0<Na O<15(モル%)、 0 <Na 2 O <15 (mole%),
5≦ZnO≦35(モル%)、および 60≦TeO ≦90(モル%) 5 ≦ ZnO ≦ 35 (mol%), and 60 ≦ TeO 2 ≦ 90 (mol%)
からなる組成を持つテルライトガラスであり、また 前記クラッドガラスは、 A tellurite glass having a composition consisting of, also said cladding glass,
第1の組成:5<Na O<35(モル%)、0≦ZnO<10(モル%)、および55<TeO <85(モル%)と、 The first composition: 5 <Na 2 O <35 ( mole%), 0 ≦ ZnO <10 (mole%), and 55 <TeO 2 <85 (the mol%),
第2の組成:5<Na O<35(モル%)、10<ZnO≦20(モル%)、および55<TeO <85(モル%)と、 Second composition: 5 <Na 2 O <35 ( mole%), 10 <ZnO ≦ 20 (mol%), and 55 <TeO 2 <85 (the mol%),
第3の組成:0≦Na O<25(モル%)、20<ZnO≦30(モル%)、および55<TeO <75(モル%)からなる群から選択される一つの組成を持つテルライトガラスからなることを特徴とする。 Third composition: 0 ≦ Na 2 O <25 ( mole%), 20 <ZnO ≦ 30 (mol%), and 55 <has one composition selected from the group consisting of TeO 2 <75 (mole%) characterized by comprising the tellurite glass.

(14) (12)または(13)に記載の光増幅媒体において、好ましくは、前記コアガラスのテルライトガラスまたは前記クラッドガラスのテルライトガラスの少なくとも一つは、エルビウムまたはエルビウムおよびイッテルビウムが添加されている。 (14) In the optical amplification medium according to (12) or (13), preferably at least one of the tellurite glass of tellurite glass or the cladding glass of the core glass, erbium or erbium and ytterbium is added ing.

(15) (12)ないし(14)のいずれか一つに記載の光増幅媒体において、好ましくは、前記コアガラスのテルライトガラスまたは前記クラッドガラスのテルライトガラスの少なくとも一つは、ホウ素、リン、および水酸基からなる群から選択される少なくとも1種を含む。 (15) (12) through an optical amplification medium of any one of (14), preferably at least one of the tellurite glass of tellurite glass or the cladding glass of the core glass, boron, phosphorus and at least one selected from the group consisting of a hydroxyl group.

(16) (12)ないし(15)のいずれか一つに記載の光増幅媒体において、好ましくは、前記コアガラスのテルライトガラスまたは前記クラッドガラスのテルライトガラスの少なくとも一つは、Ce,Pr,Nd,Sm,Tb,Gd,Eu,Dy,Ho,Tm、およびYbからなる群から選択される元素が添加されている。 (16) In (12) to the optical amplifying medium according to any one of (15), preferably at least one of the tellurite glass of tellurite glass or the cladding glass of the core glass, Ce, Pr , Nd, Sm, Tb, Gd, Eu, Dy, Ho, Tm, and elements selected from the group consisting of Yb is added.

(17) 光増幅媒体は、少なくともコアにエルビウムを添加した材料ガラスからなる光ファイバまたは光導波路からなる光増幅媒体であって、前記材料ガラスの組成はAl を加えたテルライトガラスであることを特徴とする。 (17) the optical amplifying medium is an optical amplification medium comprised of an optical fiber or an optical waveguide made of a material glass doped with erbium at least the core, the composition of the material glass in tellurite glass plus Al 2 O 3 characterized in that there.

(18) 光増幅媒体は、材料ガラスからなるコアおよびクラッドを有し、かつエルビウムがコアに添加された光ファイバまたは光導波路からなる光増幅媒体であって、前記材料ガラスの組成は、TeO −ZnO−M O−Bi −Al からなる組成で、Mは1種類以上のアルカリ元素であることを特徴とする。 (18) the optical amplifying medium has a core and a cladding made of a material glass, and an optical amplification medium erbium consists added optical fiber or optical waveguide core, the composition of the material glass, TeO 2 a composition consisting -ZnO-M 2 O-Bi 2 O 3 -Al 2 O 3, M is characterized in that more than one kind of alkali element.

(19) (12)ないし(18)のいずれか一つに記載の光増幅媒体において、好ましくは、カットオフ波長が0.4μmから2.5μmである。 In the optical amplification medium of any one of (19) to (12) to (18), preferably, 2.5 [mu] m cutoff wavelength is from 0.4 .mu.m.

(20) レーザ装置は、光共振器と、励起光源とを持つレーザ装置であって、前記光共振器に備わる光増幅媒体の少なくとも一つは、(12)ないし(19)のいずれか一つに記載の光増幅媒体からなることを特徴とする。 (20) laser device, a laser device having an optical resonator, an excitation light source, at least one light amplifying medium provided in the optical resonator, any one of (12) to (19) characterized by comprising the optical amplifying medium according to.

(21) レーザ装置は、少なくともコアにエルビルムを添加した光ファイバよりなる光増幅媒体を複数直列に配置したレーザ装置であって、前記光増幅媒体の少なくとも一つは、(12)ないし(19)のいずれか一つに記載の光増幅媒体からなることを特徴とする。 (21) laser device, a laser device which is disposed an optical amplification medium consisting of optical fiber doped with Erubirumu at least the core into a plurality series, at least one of the optical amplification medium, to (12) (19) characterized by comprising the optical amplifying medium according to any one of.

(22) レーザ装置は、光増幅媒体と励起光源とを有するレーザ装置であって、前記光増幅媒体は、(12)ないし(19)のいずれか一つに記載の光増幅媒体からなることを特徴とする。 (22) laser device, a laser device having a light amplification medium excitation light source, the optical amplification medium, in that it consists of the optical amplification medium of any one of (12) to (19) and features.

(23) 光増幅器は、光増幅媒体と、該光増幅媒体を励起する励起光および信号光を前記増幅媒体に入力する入力手段とを備えた光増幅器であって、前記光増幅媒体は、(12)ないし(19)のいずれか一つに記載の光増幅媒体からなることを特徴とする。 (23) an optical amplifier includes an optical amplifying medium, an optical amplifier and an input means for the excitation light and signal light for exciting the optical amplification medium input to the amplification medium, said light amplification medium, ( 12) through, characterized in that it consists of the optical amplification medium of any one of (19).

(24) 光増幅器は、少なくともコアにエルビウムを添加した光ファイバよりなる光増幅媒体を複数直列に配置した光増幅器であって、前記光増幅媒体の少なくとも一つは、(12)ないし(19)のいずれか一つに記載の光増幅媒体からなることを特徴とする。 (24) the optical amplifier is an optical amplifier arranged an optical amplification medium consisting of an optical fiber doped with erbium to at least the core into a plurality series, at least one of the optical amplification medium, to (12) (19) characterized by comprising the optical amplifying medium according to any one of.

(25) 光増幅器は、テルライトガラスを増幅媒体とする光増幅器であって、光増幅媒体の前後の少なくとも1ケ所に該光増幅媒体とは異なる符号の波長分散値によって分散を補償する分散媒質が設けられていることを特徴とする。 (25) optical amplifiers, dispersion medium An optical amplifier to amplify medium tellurite glass, to compensate for dispersion by the wavelength dispersion values ​​of different sign to the optical amplification medium in at least one place of before and after the optical amplifying medium wherein the is provided.

(26) (25)に記載の光増幅器において、好ましくは、前記光増幅媒体が、希土類元素または遷移金属元素を添加したテルライトガラスからなる光導波路である。 The optical amplifier according to (26) (25), preferably, the optical amplification medium, an optical waveguide made of tellurite glass doped with rare earth elements or transition metal elements.

(27) (25)または(26)に記載の光増幅器において、好ましくは、前記テルライトガラスが、TeO −ZnO−M O−Bi または、TeO −ZnO−M O−Bi −Al (Mは1種類以上のアルカリ元素)またはTeO −WO −La −Bi −Al からなる組成を有する。 (27) (25) or the optical amplifier according to (26), preferably, the tellurite glass, TeO 2 -ZnO-M 2 O -Bi 2 O 3 , or, TeO 2 -ZnO-M 2 O- Bi 2 O 3 -Al 2 O 2 (M is one or more alkali elements) having a composition consisting of or TeO 2 -WO 3 -La 2 O 3 -Bi 2 O 3 -Al 2 O 3.

(28) (25)ないし(27)のいずれか一つに記載の光増幅器において、好ましくは、前記分散媒質が、光ファイバ、またはファイバ・ブラッグ・グレーティングである。 The optical amplifier according to any one of (28) to (25) to (27), preferably, the dispersion medium is an optical fiber or fiber Bragg grating.

(29) 光増幅器は、エルビウムが添加された光ファイバを増幅媒体として含む光増幅部が複数個直列に配置されてなる光増幅器であって、前記複数の光増幅部の第2段以降の少なくとも一つには、光ファイバ素材としてテルライトガラス光ファイバが用いられ、このテルライトガラス光ファイバからなる光増幅部の前段の光増幅部には、エルビウム添加濃度およびファイバ長積が前記テルライトガラス光ファイバより小さいエルビウム添加光ファイバが用いられていることを特徴とする。 (29) the optical amplifier is an optical amplifier optical amplifier including an optical fiber erbium is added as an amplification medium are arranged in a plurality in series, at least the second and subsequent stages of said plurality of optical amplifying section for one thing, tellurite glass optical fiber is used as the optical fiber material, in the optical amplification portion of the front side of the optical amplifier portion comprising the tellurite glass optical fiber, erbium doping concentration and a fiber length product is the tellurite glass wherein the small erbium than the optical fiber is used.

(30) (29)に記載の光増幅器において、好ましくは、前記テルライトガラスが、TeO −ZnO−M O−Bi またはTeO −ZnO−M O−Bi −Al (Mは1種類以上のアルカリ元素)またはTeO −WO −La −Bi −Al からなる組成を有する。 (30) In the optical amplifier according to (29), preferably, the tellurite glass, TeO 2 -ZnO-M 2 O -Bi 2 O 3 or TeO 2 -ZnO-M 2 O- Bi 2 O 3 - al 2 O 3 (M is one or more alkali elements) having a composition consisting of or TeO 2 -WO 3 -La 2 O 3 -Bi 2 O 3 -Al 2 O 3.

(31) (29)または(30)に記載の光増幅器において、好ましくは、前記増幅媒体の素材として、前記テルライト光ファイバとともに、フッ化物光ファイバ,石英系光ファイバ,フツリン酸光ファイバ,リン酸系光ファイバまたはカルコゲナイド光ファイバを用いる。 (31) In the optical amplifier according to (29) or (30), preferably, as a material of the amplifying medium, with the tellurite optical fiber, fluoride optical fiber, quartz optical fiber, fluorophosphate optical fiber, phosphoric acid using the system fiber or chalcogenide optical fiber.

(32) (29)ないし(31)のいずれか一つに記載の光増幅器において、好ましくは、前記テルライト光ファイバからなる光増幅部の前段の少なくとも一つの光増幅部に、テルライト光ファイバ以外の光ファイバ素材が用いられている。 (32) (29) through the optical amplifier according to any one of (31), preferably, at least one optical amplification portion of the front side of the optical amplifying portion consisting of the tellurite optical fiber, other than tellurite optical fiber optical fiber material is used.

(33) (29)ないし(32)のいずれか一つに記載の光増幅器において、好ましくは、前記テルライト光ファイバからなる光増幅部の前段に配置された少なくともひとつの光ファイバのEr添加濃度および光ファイバ長積が前記テルライト光ファイバのものより小さい。 (33) In the optical amplifier according to any one of from (29) to (32), preferably, Er doping concentration of at least one optical fiber disposed in front of the optical amplification unit comprising said tellurite optical fiber and smaller fiber length product those of the tellurite optical fiber.

(34) 光増幅器は、エルビウムが添加された光ファイバを増幅媒体として用いた光増幅器であって、エルビウム添加濃度および光ファイバ長積の異なるテルライト光ファイバを少なくとも2つ以上直列に配置し、その配列の中では光ファイバ長積の小さな光ファイバが光ファイバ長積の大きな光ファイバの前段に配置されている配列構造を少なくとも一ケ所含むことを特徴とする。 (34) the optical amplifier is an optical amplifier using an optical fiber erbium is added as an amplification medium, to place the different tellurite optical fiber having an erbium doping concentration and an optical fiber length products in series at least two or more, the characterized in that it comprises at least a Kesho array structures small optical fibers of the optical fiber length product is placed in front of the large optical fiber of the optical fiber length product is within the array.

(35) (34)に記載の光増幅器において、好ましくは、前記テルライトガラスが、TeO −ZnO−M O−Bi またはTeO −ZnO−M O−Bi −Al (Mは1種類以上のアルカリ元素)からなる組成を有する。 (35) In the optical amplifier according to (34), preferably, the tellurite glass, TeO 2 -ZnO-M 2 O -Bi 2 O 3 or TeO 2 -ZnO-M 2 O- Bi 2 O 3 - al 2 O 3 (M is one or more alkali elements) having a composition consisting of.

(36) 光増幅器は、(23)ないし(35)に記載の光増幅器において、テルライトファイバである第1の光ファイバと該テルライトファイバとは異なるガラスからなる第2の光ファイバの端部をそれぞれ、第1および第2の筐体に保持し、第1の筐体と第2の筐体が前記第1の光ファイバと第2の光ファイバとの光軸が一致するように調芯された状態で、第1の筐体と第2の筐体の接続端面を接続する場合に、前記第1の光ファイバと第2の光ファイバの光軸が前記接続端面の垂直軸に対して、それぞれ異なる角度で傾斜しており、また、前記第1の光ファイバの光軸の接続端面の垂直軸に対する傾き角度θ と前記第2の光ファイバの光軸の接続端面の垂直軸に対する傾き角度θ の関係が、第1の光ファイバのコア屈折率をn (36) optical amplifiers is the optical amplifier according to to (23) to (35), an end portion of the second optical fiber made from glass from the first optical fiber and said tellurite fiber is a tellurite fiber , respectively, and held in the first and second housing, centering as the optical axis of the first enclosure and the second enclosure is the first optical fiber and second optical fiber are matched in a state of being, in case of connecting the connection end face of the first casing and the second casing, with respect to the vertical axis the optical axis of the connection end face of said first optical fiber and second optical fiber are inclined at different angles, the slope against the vertical axis of the connection end face of the optical axis of the first inclination angle theta 1 and the second optical fiber with respect to the vertical axis of the connection end face of the optical axis of the optical fiber relationship angle theta 2 is a core refractive index of the first optical fiber n 1, 2の光ファイバのコア屈折率をn としたとき、 When the refractive index of the core 2 of the optical fiber was n 2,

のスネルの公式を満たした状態で接続されていることを特徴とする。 Characterized in that the Snell's are connected in a state filled with official.

(37) (36)に記載の光増幅器において、好ましくは、前記第1の筐体と第2の筐体の接続端面が光学接着剤を介して接続されている。 (37) In the optical amplifier according to (36), preferably, the first housing and the connection end surface of the second housing are connected via an optical adhesive.

(38) (37)に記載の光増幅器において、好ましくは、前記第1の筐体と第2の筐体の接続面が密着した状態で接続されている。 (38) In the optical amplifier according to (37), preferably, the first housing and the connecting surface of the second housing are connected in close contact.

(39) (36)ないし(38)のいずれか一つに記載の光増幅器において、好ましくは、前記第1および第2の光ファイバが、それぞれ非石英系光ファイバである。 The optical amplifier according to any one of (39) (36) to (38), preferably, the first and second optical fibers are each non-silica-based optical fiber.

(40) (36)ないし(39)のいずれか一つに記載の光増幅器において、好ましくは、前記非石英系光ファイバが、Zr系あるいはIn系フッ化物ファイバ、カルコゲナイド系ガラスファイバのうちの1種である。 (40) In the optical amplifier according to any one of (36) to (39), preferably, the non-silica-based optical fiber, Zr-based or In-based fluoride fiber, of the chalcogenide glass fiber 1 it is a species.

(41) (36)ないし(39)のいずれか一つに記載の光増幅器において、好ましくは、前記非石英系光ファイバが、希土類元素を添加した、Zr系あるいはIn系フッ化物ファイバ、カルコゲナイド系ガラスファイバのうちの1種である。 (41) (36) to the optical amplifier according to any one of (39), preferably, the non-silica-based optical fiber has a rare earth element, Zr-based or In-based fluoride fiber, chalcogenide it is one of the glass fiber.

(42) (36)ないし(38)のいずれか一つに記載の光増幅器において、好ましくは、前記第2の光ファイバが石英系光ファイバであり、前記角度θ が8度以上である。 The optical amplifier according to any one of (42) (36) to (38), preferably, the second optical fiber is a silica-based optical fiber, the angle theta 1 is 8 degrees or more.

(43) 光源は、Er添加テルライト光ファイバまたは光導波路を光増幅媒体とし、該光増幅媒体の両端に光カップラを配置し、該光カップラの少なくとも一つの端子に反射体を具備したことを特徴とする。 (43) light source, characterized in that the Er-doped tellurite optical fiber or an optical waveguide and an optical amplifying medium, the optical coupler is disposed at both ends of the optical amplification medium, equipped with a reflector on at least one terminal of the optical coupler to.

(44) 光源は、Er添加テルライト光ファイバまたは光導波路が(1)ないし(11)のいずれか一つに記載されたテルライトガラス、もしくは(17)、(18)、(19)、(27)、または(30)に記載されたテルライトガラスからなることを特徴とする。 (44) light source, to the Er-doped tellurite optical fiber or an optical waveguide (1) to (11) tellurite glass as claimed in any one of or (17), (18), (19), (27 ), or characterized in that it consists of tellurite glasses described in (30).

(45) 光増幅器は、Er添加テルライト光ファイバまたは光導波路を光増幅媒体とし、該光ファイバまたは該光導波路の少なくとも一方の端に光カップラを配置し、該光カップラの少なくとも一つの端子に反射体を具備したことを特徴とする。 (45) optical amplifiers, the Er-doped tellurite optical fiber or an optical waveguide and an optical amplification medium, an optical coupler arranged on at least one end of the optical fiber or optical waveguide, reflection in at least one terminal of the optical coupler characterized by comprising a body.

(46) 光増幅器は、Er添加テルライト光ファイバまたは光導波路が(1)ないし(11)のいずれか一つに記載されたテルライトガラス、もしくは(17)、(18)、(19)、(27)、または(30)に記載されたテルライトガラスからなることを特徴とする。 (46) optical amplifiers, to Er-doped tellurite optical fiber or an optical waveguide (1) to (11) tellurite glass as claimed in any one of or (17), (18), (19), ( 27), or characterized in that it consists of tellurite glasses described in (30).

(47) (43)または(44)に記載の光源において、好ましくは、反射体が誘電体多層膜フィルタまたはファイバブラックグレーティングからなる。 (47) In the light source according to (43) or (44), preferably, the reflector is a dielectric multilayer film filter or a fiber black grating.

(48) (45)または(46)に記載の光増幅器において、好ましくは、反射体が誘電体多層膜フィルタまたはファイバブラックグレーティングからなる。 (48) In the optical amplifier according to (45) or (46), preferably, the reflector is a dielectric multilayer film filter or a fiber black grating.

本発明によれば、Erの1.5μm帯の誘導放出断面積がより平坦になるファイバホストとして光増幅用テルライトガラスを提供するとともに、該ガラスを光増幅媒体とした利得平坦化したテルライトEDFAを提供することが可能となる。 According to the present invention, the tellurite EDFA induced emission sectional area of ​​1.5μm band Er along with providing an optical amplification tellurite glass as fiber host to become flatter and gain-flattening and optical amplifying medium the glass it is possible to provide a. また、従来のテルライトEDFAの動作波長帯域を拡大して、より広帯域な領域の低雑音動作するテルライトEDFAを提供することが可能となる。 Also, to expand the operating wavelength band of the conventional tellurite EDFA, it is possible to provide a tellurite EDFA for low noise operation of the wider-band region. さらに、光学活性な希土類元素を添加してたとえば広帯域EDFAのような従来のガラスでは実現不可能だった機能を発現できるテルライトファイバを提供することを提供することが可能となる。 Furthermore, it is possible to provide a to provide a tellurite fiber capable of expressing the features that were not feasible with conventional glass such as by adding an optically active rare earth elements for example wideband EDFA. また、該テルライトガラスを用い、特に1.5μmから1.7μmの波長域でも動作可能な広帯域の光増幅媒体、該光増幅媒体を用いた広帯域かつ低雑音特性を有する光増幅器、レーザ装置、さらに光源を提供することも可能となる。 Moreover, the use of tellurite glass, especially optical amplifying medium operable broadband even in the wavelength range of 1.7μm from 1.5 [mu] m, an optical amplifier having a wide band and low noise characteristics using the optical amplification medium, a laser device, it is possible to further provide a light source. さらにまた、非石英系光ファイバと石英系光ファイバとを、あるいはコア屈折率が互いに異なる非石英系光ファイバ同士を確実にかつ低損失、低反射で接続する汎用的・実用的な接続技術を提供することが可能となる。 Furthermore, the non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber, or reliably and low loss different non silica-based optical fibers between the core refractive index to each other, a general-practical connection techniques for connecting with a low-reflection it is possible to provide. したがって、上記光増幅媒体、該光増幅媒体を用いた光増幅器およびレーザ装置の特性と、本来Er添加テルライト光ファイバ増幅器のもつ広帯域性を合わせると波長多重光伝送システムや光CATVシステムの高性能化を進めることができ、その結果、それらシステムを用いたサービスの高度化、経済化に大きく寄与できるという利点がある。 Accordingly, the optical amplifying medium, the optical amplification medium and characteristics of the optical amplifier and laser device used, the performance of natural Er-doped tellurite fiber amplifier wavelength division multiplexing optical transmission system and an optical CATV system Together broadband property possessed by You can proceed, so that the advanced services using these systems, there is an advantage that greatly contributes to economy.

また、広帯域の増幅器として波長多重光伝送システムで利用すれば伝送容量の格段の増大が期待でき、情報通信の低コスト化に寄与できる。 Also, much of the increase in the transmission capacity by utilizing the wavelength-multiplexed optical transmission system as a broadband amplifier can be expected, contributing to cost reduction of the information communication. また、光CATVシステムにおいて、そのゲインチルトが小さい特性を利用して使用すれば、従来は困難であった波長多重による高品質な映像の分配や中継が可能となり、やはり光CATVの低コスト化が達成できるという大きなメリットがある。 In the optical CATV system, if used by utilizing the gain tilt is small characteristic, conventionally enables distribution and relaying high-quality video by the wavelength multiplexing has been difficult, also cost of the optical CATV achievement there is a great advantage that it can be. さらに、レーザ装置として応用すれば各種波長多重光伝送システムの低コスト化や光計測の高性能化に寄与できる。 Moreover, it contributes to high performance low cost and optical measurement of various wavelength-multiplexed optical transmission system By applying the laser device.

まずはじめに、本発明にもとづくBi −Na O−ZnO−TeO 組成のテルライトガラスついて説明する。 First, Bi 2 O 3 -Na 2 O -ZnO-TeO 2 with tellurite glass composition will be described in accordance with the present invention. このテルライトガラスは、 The tellurite glass,
第一の組成(A):0<Bi ≦20(モル%)、 First composition (A): 0 <Bi 2 O 3 ≦ 20 ( mol%),
0≦Na O≦35(モル%)、 0 ≦ Na 2 O ≦ 35 (mol%),
0≦ZnO≦35(モル%)、および 55≦TeO ≦90(モル%)、または 第二の組成(B):1.5<Bi ≦15(モル%)、 0 ≦ ZnO ≦ 35 (mol%), and 55 ≦ TeO 2 ≦ 90 (mol%), or a second composition (B): 1.5 <Bi 2 O 3 ≦ 15 ( mol%),
0≦Na O≦35(モル%)、 0 ≦ Na 2 O ≦ 35 (mol%),
0≦ZnO≦35(モル%)、および 55≦TeO ≦90(モル%)、 0 ≦ ZnO ≦ 35 (mol%), and 55 ≦ TeO 2 ≦ 90 (mol%),
第三の組成(C):0<Bi ≦20(モル%)、 The third composition (C): 0 <Bi 2 O 3 ≦ 20 ( mol%),
0≦LiO≦25(モル%)、 0 ≦ LiO ≦ 25 (mol%),
0≦ZnO≦25(モル%)、および 55≦TeO ≦90(モル%) 0 ≦ ZnO ≦ 25 (mol%), and 55 ≦ TeO 2 ≦ 90 (mol%)
からなる組成を持つ。 Having a composition consisting.

ガラスの安定化をもたらす上記A(B);Bi =5mol%の場合、C;Bi =5mol%の場合の組成領域を図12および図13に示す。 The results in the stabilization of the glass A (B); Bi 2 O 3 = For 5 mol%, C; shows a composition region in the case of Bi 2 O 3 = 5mol% in FIGS.

ファイバ化に対するガラスの熱安定性はDSC(differential scanning calor imetry :示差走査熱量測定)の測定により評価でき、そのTx−Tgの値(Tx:結晶化温度、Tg:ガラス転移温度)が、大きい値をもつガラスがより安定なガラスである。 Thermal stability of the glass against the fiber of the DSC: can be evaluated by measuring the (differential scanning calor imetry differential scanning calorimetry), the value of the Tx-Tg (Tx: crystallization temperature, Tg: glass transition temperature), large value glass with is more stable glass. すなわち、単一モードファイバ作製時には、母材延伸と線引き工程の2回にわたってTg以上の温度にガラス母材を熱するため、TxがTgに近い温度であれば結晶核が次々に成長し、ファイバの散乱損失が増大する。 That is, at the time of making a single mode fiber, to heat the glass base material to a temperature higher than Tg twice the preform stretching and drawing step, Tx is if temperature crystal nuclei grown one after another near the Tg, the fiber scattering loss of increases. 逆にTx−Tgの値が大きければ低損失なファイバが作製できる。 If the value of Tx-Tg is greater in reverse low loss fiber can be produced. 上記組成領域内のガラスは、Tx−Tgの値が120℃以上の値を持ち、低損失なファイバ作製に使用できる。 Glass of the above composition in the region, the value of Tx-Tg has a value of more than 120 ° C., can be used for low-loss fiber produced. しかし、上記組成からはずれた組成のガラスをコアおよびクラッド両方に使用すると、低損失なファイバは作製できない。 However, the use of glass having a composition out of the above composition in both the core and cladding, low-loss fiber can not be fabricated. これらの組成のうち、特にBi の添加はガラスの安定性に対して大きな効果をもたらす。 Among these compositions, especially the addition of Bi 2 O 3 results in a significant effect on the stability of the glass. 図14にNa Oの入った系のBi =0、1.5、5mol%の場合のDSCの測定結果を示す。 Shows the DSC measurement result of the case of Bi 2 O 3 = 0,1.5,5mol% of system containing the Na 2 O in FIG. 測定はガラスの一部を粉砕し、一片30mgのバルクガラスを、銀製金メッキのシール容器に充填し、アルゴンガス雰囲気中、昇温速度10℃/分で行った。 Measurements by grinding a portion of the glass, a bulk glass piece 30mg, filled into a sealed container silver gilding, in an argon gas atmosphere was carried out at a heating rate of 10 ° C. / min. この図から明らかなように、Tx−Tgの値はBi =0のガラスでは119.2℃、Bi =1.5mol%では121.6℃であるのに対し、Bi =5mol%の場合では167.5℃となり、特にBの組成では40℃以上熱安定性が向上していることがわかる。 As is apparent from this figure, while the value of Tx-Tg is 119.2 ℃, Bi 2 O 3 = 1.5mol% at 121.6 ° C. The glass of Bi 2 O 3 = 0, Bi 2 O 3 = 5 mol% of the 167.5 ° C. next in the case, especially in the composition of B it can be seen that has improved thermal stability over 40 ° C.. 図15にLi Oのはいった系のBi =0または5mol%の場合のDSCの同様な測定結果を示す。 Figure 15 shows the same measurement results of the DSC in the case of Bi 2 O 3 = 0 or 5 mol% of system containing the Li 2 O. この図から明らかなように、Tx−Tgの値はBi =0のガラスでは54.6℃であるのに対し、Bi =5mol%の場合では結晶化の発熱ピークの見られないすなわちTx−Tgが無限大となり熱安定性は飛躍的に向上する。 As is apparent from this figure, while the value of Tx-Tg is 54.6 ° C. The glass of Bi 2 O 3 = 0, see the exothermic peak of crystallization in the case of Bi 2 O 3 = 5mol% It never namely becomes thermostable Tx-Tg is infinite drastically improved. このような効果は、3価の金属酸化物(Al ,La ,Er ,Nd など)を添加した場合にも同様に見られた。 Such effect was seen as well in the case of adding the trivalent metal oxides (such as Al 2 O 3, La 2 O 3, Er 2 O 3, Nd 2 O 3).

また、Bi の添加は屈折率制御の面からも重要な効果をもたらす。 The addition of Bi 2 O 3 results in a significant effect in terms of the refractive index control. 図16にTeO 系ガラスの屈折率(n )のBi 添加量依存性を示す。 Figure 16 shows a Bi 2 O 3 added amount dependency of the refractive index of the TeO 2 type glass (n D). 図のように、Bi 添加量を0から20モル%まで変化させると添加量に比例してn は2.04から2.22まで増加する。 As in FIG., N D a Bi 2 O 3 amount in proportion to the amount added is changed from 0 to 20 mol% is increased from 2.04 to 2.22.

この特性を利用して、Bi 添加量を変化させることによって、比屈折率差の0.2%程度の小さなものから6%程度の大きなものまで容易にファイバの設計を行うことができる。 Using this characteristic, Bi by 2 O 3 varying the amount added, it is possible to easily fiber design from a small of about 0.2% of the specific refractive index difference that up to about 6% larger .

つぎに、本発明の光増幅媒体の一例について説明する。 Next, an example of an optical amplification medium of the present invention.

この光増幅媒体は、コアガラスが、 The optical amplifying medium, the core glass,
:0<Bi ≦20(モル%)、 A 1: 0 <Bi 2 O 3 ≦ 20 ( mol%),
0<Na O<15(モル%)、 0 <Na 2 O <15 (mole%),
5≦ZnO≦35(モル%)、および 60≦TeO ≦90(モル%) 5 ≦ ZnO ≦ 35 (mol%), and 60 ≦ TeO 2 ≦ 90 (mol%)
の組成領域のテルライトガラスであり、 An area of ​​the composition of the tellurite glass,
クラッドガラスが、 Cladding glass,
:5<Na O<35(モル%)、 B 1: 5 <Na 2 O <35 ( mole%),
0≦ZnO<10(モル%)、 0 ≦ ZnO <10 (mole%),
55<TeO <85(モル%);または C :5<Na O<35(モル%)、 55 <TeO 2 <85 (mole%); or C 1: 5 <Na 2 O <35 ( mole%),
10<ZnO≦20(モル%)、 10 <ZnO ≦ 20 (mol%),
55<TeO <85(モル%);または D :0≦Na O<25(モル%)、 55 <TeO 2 <85 (mole%); or D 1: 0 ≦ Na 2 O <25 ( mole%),
20<ZnO≦30(モル%)、および 55<TeO <75(モル%) 20 <ZnO ≦ 30 (mol%), and 55 <TeO 2 <75 (mole%)
の組成領域のテルライトガラスからなる光ファイバまたは導波路を希土類のホストとする。 The optical fiber or waveguide made of tellurite glass composition area hosted rare earth. ガラス安定化をもたらす上記B 〜D の組成領域を図17に示す。 The composition region of the B 1 to D 1 leading to glass stabilization shown in FIG. 17.

上記組成領域内のガラスは、そのTx−Tgの値(Tx:結晶化温度、Tg:ガラス転移温度)(ガラスの熱安定性を表す尺度であり、大きい値をもつガラスがより熱的に安定なガラスである。)が100℃以上の値をもち、ファイバ製造工程、たとえば、線引き工程などでも結晶化せず、低損失なファイバ製造に使用できる。 Glass of the above composition in the region, the Tx-Tg value is a measure of the (Tx:: crystallization temperature, Tg glass transition temperature) (thermal stability of the glass, thermally stable and more glass with large values such a glass.) has a value of more than 100 ° C., the fiber manufacturing process, for example, do not crystallize in such drawing process, it can be used for low-loss fiber manufacturing. しかし上記組成領域からはずれた組成のガラスでは、低損失なファイバ製造はできない。 However, in glass having a composition deviated from the composition region can not low-loss fiber manufacturing.

本発明の第8の実施形態は、本発明の第1ないし第7のいずれかの実施形態において、前記コアガラスのテルライトガラスまたは前記クラッドガラスのテルライトガラスの少なくとも一つに、エルビウムまたはエルビウムおよびイッテルビウムが添加されていることを特徴とする光増幅媒体にある。 Eighth embodiment of the present invention, in the first to any of the seventh embodiment of the present invention, at least one of the tellurite glass of tellurite glass or the cladding glass of the core glass, erbium or erbium and in the optical amplification medium, characterized in that ytterbium it is added.

本発明にもとづくレーザ装置は、光増幅媒体と励起光源とを有するレーザ装置であって、Er(エルビウム)を添加したテルライトガラスを用いた光ファイバを光増幅媒体として用い、Erの13/2準位から15/2準位への誘導放出遷移を利用することを最も主要な特徴とする。 The laser apparatus according to the present invention is a laser device having an optical amplification medium and an excitation light source, an optical fiber using the tellurite glass doped with Er (erbium) as the optical amplifying medium, 4 of Er I 13 / 2 and most important feature utilizing stimulated emission transition from level to 4 I 15/2 level.

図18はEr 3+のエネルギー準位図である。 Figure 18 is an energy level diagram of Er 3+. この図では、上準位13/2から基底準位15/2への遷移により発光することが示されている。 In this figure, it is shown that emits light by transition from the upper level 4 I 13/2 to ground level 4 I 15/2.

また、図1に示すように、Er 3+13/215/2発光は、フッ化物ガラス中では他のガラス、例えば、石英ガラス中などよりも幅広い13/215/2発光帯を有することが知られている。 Further, as shown in FIG. 1, 4 I 13/2 → 4 I 15/2 emission Er 3+, the other glass is fluoride glass in, for example, than the quartz glass in a wide range of 4 I 13/2 → It is known to have a 4 I 15/2 emission band. しかし、図1からわかるように、1.6μmより長波長側では発光強度は小さくなり、Erはフッ化物ガラス中にあっても1.6μm以上の長波長での光増幅やレーザ発振は起こりにくくなる。 However, as can be seen from Figure 1, the emission intensity is reduced on the long wavelength side of 1.6 [mu] m, Er is less likely optical amplification or laser oscillation at a long wavelength of more than 1.6 [mu] m even in the fluoride glass Become.

しかし、Erはテルライトガラス中に添加されると他のガラス中よりも強い電場を受け、その結果、 13/215/2準位等の受けるスターク効果による準位中の拡がりが大きくなり、より長波長域でも誘導放出断面積を持ち、図1で見られるように1.65μm以上の長波長でも蛍光が存在する。 However, Er is when added in tellurite glass subjected to strong electric field than in other glass, resulting in level due Stark effect experienced by such 4 I 13/2 and 4 I 15/2 level spread is increased, have stimulated emission cross section at a longer wavelength range, fluorescence is present at the longer wavelength than 1.65μm, as seen in FIG.

従って、Erを少なくともコアに添加したテルライトファイバを光増幅媒体とすれば、Er添加石英ファイバやEr添加フッ化物ファイバでは実現できなかった1.5μmから1.7μmにかけての光増幅やレーザ装置が可能になる。 Therefore, if the optical amplification medium tellurite fiber doped in at least the core of the Er, optical amplifier or a laser device toward 1.7μm from 1.5μm which could not be achieved by the Er-doped silica fiber and Er-doped fluoride fiber possible to become.

テルライトガラスがホウ素、リンまたは水酸基のうち少なくとも1つを含むと、0.98μm光により11/2準位を励起した場合も利得係数向上および雑音指数が改善される。 Tellurite glass boron, of phosphorus, or a hydroxyl group to include at least one gain factor improvement and noise figure is improved even when excited with 4 I 11/2 level by 0.98μm light. すなわち、B−O,P−O,O−Hの振動エネルギーは、それぞれ約1400cm −1 、1200cm −1 、3700cm −1であり、これらを含まないテルライトガラスのフォノンエネルギーは600〜700cm −1であるので、倍以上大きくなる。 That, B-O, P-O , vibration energy of the O-H, respectively about 1400 cm -1, 1200 cm -1, is 3700 cm -1, phonon energy of tellurite glass containing no these 600~700Cm -1 since it is, it increases more than double. このため、波長0.98μm付近の光でErの11/2準位を直接励起して13/215/2遷移による1.5μmの光増幅を起こすと多音子放出よる緩和を受け易く、 13/2準位の励起効率が低下しにくいからである(図18)。 Therefore, when causing the optical amplification of the 4 I 11/2 level directly excited to 4 I 13/24 I 15/2 1.5μm by transitions in the light of the Er vicinity of a wavelength of 0.98μm Taotoko susceptible to release by relaxation, because the excitation efficiency of the 4 I 13/2 level position hardly lowered (Figure 18). また、 11/2準位から13/2準位への緩和が起き易いと13/2準位を1.48μm付近の光で直接励起するよりも11/2準位を励起したのち13/2準位を励起した方が13/2準位および15/2準位間の反転分布が得易く、従って雑音特性も優れるという利点がある。 Also, 4 I 11/2 4 I 11/2 level than direct excitation with light in the vicinity of level from 4 I 13/2 1.48 .mu.m to easily when 4 I 13/2 level occurs relaxation to level easy inversion between better to excite the 4 I 13/2 level After exciting position is 4 I 13/2 level position and 4 I 15/2 level is obtained, thus there is an advantage that noise characteristics are excellent.

以下、図面を参照して本発明にもとづく光増幅媒体と該光増幅媒体を用いた広帯域光増幅器およびレーザ装置の実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, examples of the broadband optical amplifier and laser device will be described in detail using an optical amplification medium and the optical amplification medium according to the present invention with reference to the drawings.

(実施例1) (Example 1)
溶融後にTeO (75mol%)−ZnO(20mol%)−Na O(5mol%)、TeO (77mol%)−ZnO(15.5mol%)−Na O(6mol%)−Bi (1.5mol%)、TeO (73.5mol%)−ZnO(15.5mol%)−Na O(6mol%)−Bi (5mol%)となるようにTeO 、ZnO、Na NO 、Bi の原料を調合したものを20gるつぼに充填し、電気炉内で酸素雰囲気下、800℃で2時間溶融した。 After melting TeO 2 (75mol%) - ZnO (20mol%) - Na 2 O (5mol%), TeO 2 (77mol%) - ZnO (15.5mol%) - Na 2 O (6mol%) - Bi 2 O 3 (1.5mol%), TeO 2 ( 73.5mol%) - ZnO (15.5mol%) - Na 2 O (6mol%) - Bi 2 O 3 (5mol%) and so as to TeO 2, ZnO, Na 2 NO 3, those obtained by compounding raw materials Bi 2 O 3 was filled in 20g crucible, under an oxygen atmosphere in an electric furnace, and melted for 2 hours at 800 ° C.. その後、200℃に予加熱したプレート上にキャストし、得られたガラスを250℃で4時間アニールした。 Then cast onto a plate preheated to 200 ° C., the resulting glass was annealed for 4 hours at 250 ° C.. このガラスの一部を破砕し、一片30mgのバルクガラスとめのう乳鉢で粉々にしたパウダー30mgの2種類のサンプルを銀製金メッキのシール容器に充填し、アルゴンガス雰囲気中、昇温速度10℃/分でDSC測定を行った。 Crushing part of the glass, filling the two samples of powder 30mg was shattered in bulk glass and agate mortar piece 30mg to seal the container silver gilding, in an argon gas atmosphere, heating rate 10 ° C. / min in DSC measurements were carried out. バルクガラスではTx−Tgの値はBi =0のガラスでは119.2℃、Bi =1.5mol%では121.6℃であるのに対し、Bi =5mol%の場合では167.5℃となり、特に前記Bの範囲の組成では40℃以上熱安定性が向上していた。 The value of Tx-Tg in the bulk glass 119.2 ° C. The glass of Bi 2 O 3 = 0, Bi 2 O 3 = In 1.5 mol% while a 121.6 ℃, Bi 2 O 3 = 5mol% in the case of the next 167.5 ° C., it was improved thermal stability above 40 ° C., especially in the composition range of the B. 次に、パウダー状の試料の場合では、Tx−Tgの値はBi =0のガラスでは80.2℃、Bi =1.5mol%では76.3℃であるのに対し、Bi =5mol%の場合では110.2℃となり、バルクで測定した場合よりTx−Tgの値が小さくなるが、そのガラスの熱安定性がより精密に測定でき、どちらの測定においてもBi =5mol%添加することによって熱安定性が飛躍的に向上していたことがわかった。 Next, in the case of powder-like sample, the value of Tx-Tg is 80.2 ° C. The glass of Bi 2 O 3 = 0, whereas it is Bi 2 O 3 = In 1.5 mol% 76.3 ° C. , next to 110.2 ° C. in the case of Bi 2 O 3 = 5mol%, the value of Tx-Tg is less than when measured in bulk, in its thermal stability of the glass can be more precisely measured, both measurements thermal stability was found to have dramatically improved by also adding Bi 2 O 3 = 5mol%.

本明細書中では特筆しない限りガラスの熱安定性に関するTx−Tgの値はバルクガラスでの測定値をもとに議論する。 The value of Tx-Tg Thermal stability of the glass unless special mention herein to discuss based on the measurement of the bulk glass.

バルクガラスでのDSC測定値を基準にTx−Tg≧120℃となるガラスの使用で低損失なファイバの作製が可能であると述べたが、この範囲のガラスで得られる損失は概ね1dB/km以下である。 Although said the use of glass as the Tx-Tg ≧ 120 ℃ based on the DSC measurements of the bulk glass is possible to produce low-loss fiber, approximately 1 dB / miles losses resulting glass in this range less. 3準位系の光学遷移を用いて高効率な光増幅を行うために、これより約1桁低損失なファイバを得ようとすればより安定なガラスが必要になる。 3 in order to perform high efficiency optical amplification using an optical transition of the level system will require a more stable glass if trying to obtain a more about one order of magnitude lower loss fiber thereto. その際の評価基準としては前記パウダー状ガラスでのDSCの測定値が有効で、この測定Tx−Tg≧100℃となるガラスを用いれば〜0.1dB/kmのファイバを得ることができる。 As the evaluation criteria for a valid measurement of DSC in the powder form glass, can be obtained ~0.1dB / km of fiber by using the glass made this measurement Tx-Tg ≧ 100 ℃.

(実施例2) (Example 2)
コアガラスおよびクラッドガラスとして上記AまたはBで示したガラス組成のものを用いる。 As the core glass and the cladding glass used as the glass composition shown in the above A or B. これらの組成物を、白金ルツボ、または金ルツボを用いて酸素雰囲気で溶融し、吸引成形(サクション・キャスティング)法によりプリフォームを作製した。 These compositions were melted in an oxygen atmosphere using a platinum crucible or a gold crucible, to prepare a preform by suction molding (suction casting) method. また、同じく上記Aのガラス組成を用いて、ジャケット管を回転成形(ローテーショナル・キャスティング)法で作製した。 Further, also by using the glass composition of the A, to prepare a jacket tube in rotational molding (Rotational over relational casting) method. これらプリフォム、ジャケット管を用いてファイバ線引きした結果、最低損失が0.1dB/m以下、カットオフ波長が0.5μmから2.5μm、コア・クラッド間の比屈折率差が0.2%から6%のテルライト・ファイバを作製することができた。 These Purifomu a result of the fiber drawing using a jacket tube, a minimum loss of less 0.1 dB / m, the cutoff wavelength is 2.5μm from 0.5 [mu] m, from the relative refractive index difference between the core cladding 0.2% We were able to produce a 6% of the tellurite fiber.

また、コアまたはクラッド・ガラスにEr,Pr,Yb,Nd,Ce,Sm,Tm,Eu,Tb,HoまたはDy等の希土類を10重量%以下添加することができた(プリフォーム、ジャケット管の作製法については、カナモリらの文献:Kanamori et al., Proceeding of 9th International Symposium on Nonoxide Glasses, P.74, 1994を参照)。 Further, Er in the core or cladding glass, Pr, Yb, Nd, Ce, Sm, Tm, Eu, Tb, and the rare earth such as Ho or Dy can be added 10% by weight or less (preforms, the jacket tube for a manufacturing method, Kanamori et al:. Kanamori et al, Proceeding of 9th International Symposium on Nonoxide Glasses, P.74, see 1994).

(実施例3) (Example 3)
コアガラスとして上記A で示したガラス組成のものを、またクラッドガラスとして上記B 、C またはD で示したガラス組成のものを用いたこと以外は、実施例2と同様にしてテルライトファイバを作成した。 Those as the core glass of the glass composition shown in the above A 1, also except for using those as the cladding glass of the glass composition shown in the above B 1, C 1 or D 1, in the same manner as in Example 2 ether It was to create a light fiber. その結果、最低損失が0.1dB/m以下、カットオフ波長が0.5μmから2.5μm、コア・クラッド間の比屈折率差が0.2%から6%のテルライト・ファイバを作製することができた。 As a result, a minimum loss of 0.1 dB / m or less, the cutoff wavelength is 2.5μm from 0.5 [mu] m, the relative refractive index difference between the core-clad to produce a 6% tellurite fiber from 0.2% It could be.

また、コアまたはクラッド・ガラスにEr,Pr,Yb,Nd,Ce,Sm,Tm,Eu,Tb,HoまたはDy等の希土類を10重量%以下添加することができた。 Also, Er in the core or cladding glass, Pr, Yb, Nd, Ce, Sm, Tm, Eu, Tb, rare earth, such as Ho or Dy can be added 10% by weight or less.

(実施例4) (Example 4)
TeO (68.6モル%)−Na O(7.6モル%)−ZnO(19.0モル%)−Bi (4.8モル%)ガラスをコア材としてErを1000ppm添加し、TeO (71モル%)−Na O(8モル%)−ZnO(21モル%)ガラスをクラッド材とし、カットオフ波長1.3μm、コア・クラッド屈折率差2%の光ファイバを形成し、これを光増幅媒体とした。 TeO 2 (68.6 mol%) - Na 2 O (7.6 mole%) - ZnO (19.0 mole%) - Bi 2 O 3 ( 4.8 mol%) 1000 ppm added Er glass as a core material and, TeO 2 (71 mol%) - Na 2 O (8 mol%) - ZnO (21 mol%) of glass and a cladding material, the cutoff wavelength 1.3 .mu.m, the core-clad refractive index difference of 2% of the optical fiber formed, which was used as an optical amplification medium. この光増幅媒体を用い、1.5μmから1.7μmの波長帯の光増幅器を作製し、増幅実験を行った。 The use of a light amplification medium, to produce an optical amplifier in the wavelength band of 1.7μm from 1.5 [mu] m, was subjected to an amplification experiment. 励起波長として0.98μmを選び、1.5μmから1.7μm帯の信号光源としてDFBレーザを用いた。 Select 0.98μm as the excitation wavelength was used DFB laser as the signal light source for 1.7μm band from 1.5 [mu] m.

図19は、本実施例の光増幅器の概略的構成を示す図である。 Figure 19 is a diagram showing a schematic configuration of an optical amplifier of the present embodiment. 信号光源101および励起光源102は光カップラ103を介して増幅用光ファイバ104の一端に接続され、増幅用光ファイバ104の他端には光アイソレータ105が接続されている。 A signal light source 101 and the excitation light source 102 is connected to one end of the amplification optical fiber 104 via the optical coupler 103, optical isolator 105 is connected to the other end of the amplification optical fiber 104. なお、各部品の接続は光ファイバ106で行われている。 The connection of the parts is done by optical fiber 106.

このような構成からなる光増幅器を用いた増幅実験により、1.5μmから1.7μmの間の波長で増幅利得を得ることができた。 Amplification experiments using an optical amplifier having such a configuration, it was possible to obtain an amplification gain at a wavelength between 1.7μm from 1.5 [mu] m.

また、同じ光増幅媒体を用いて、図20で示すチューナブルな狭帯域バンドパスフィルタを挿入したリングレーザを構成した。 Further, using the same optical amplification medium, and a ring laser inserting a tunable narrow bandpass filter shown in Figure 20. かかるリングレーザは、図19の信号光源1の代りに、光アイソレータ105の出力側を光カップラ103に接続してリング状の光共振器を形成し、このリング状光共振器の途中に狭帯域バンドパスフィルタ107を挿入したものである。 Such ring laser, instead of the signal light source 1 of FIG. 19, by connecting the output side of the optical isolator 105 into the optical coupler 103 to form a ring optical resonator, narrowband in the middle of the ring optical resonator it is obtained by inserting a band-pass filter 107. そして、狭帯域バンドパスフィルタ7の透過域を1.5μmから1.7μmの間で変動させ、励起光源102から光を入射してレーザ発振実験を行った。 Then, the narrow transmission band of band-pass filter 7 was varied between 1.5μm of 1.7 [mu] m, it was subjected to laser oscillation experiment incident light from the excitation light source 102. その結果、出力端108から上記波長帯でのレーザ発振を確認することができた。 As a result, it was possible to confirm the laser oscillation at the wavelength range from the output terminal 108.

以上の実施例では励起波長として0.98μmを使い、 11/2準位を励起したが、1.48μm帯の波長を用い13/2準位を直接励起しても良いことは言うまでもない。 Using 0.98μm as the excitation wavelength in the above embodiment, 4 I 11/2 but was excited level, it may be directly excited to 4 I 13/2 level using a wavelength of 1.48μm band needless to say. また、0.98μmより短波長の光で11/2準位よりエネルギの高い準位を励起しても良い。 It is also possible to excite the high level of energy than the 4 I 11/2 level in the light of a shorter wavelength than 0.98μm.

(実施例5) (Example 5)
図19に示す光増幅器を用い、1.5μm帯の光増幅実験を行った。 Using the optical amplifier shown in FIG. 19 was performed with light amplification experiments 1.5μm band. 励起波長は0.98μmであった。 Excitation wavelength was 0.98μm. その結果、1.53μm以上の波長域で雑音指数が7dB以下で増幅することができた。 As a result, noise figure could be amplified in the following 7dB in the wavelength range of more than 1.53 .mu.m.

(実施例6) (Example 6)
Erの代りにErおよびYbを共添加したガラスをコアとした以外は実施例3と同様な光ファイバを作製し、光増幅媒体とした。 Except that the Er core glass codoped with Er and Yb instead of to produce a similar optical fiber as in Example 3, was optical amplification medium.

この光増幅媒体を用い、実施例4および実施例5の構成で、光増幅実験およびレーザ発振実験を行った。 Using the optical amplification medium, in the configuration of Example 4 and Example 5 were subjected to optical amplification experiments and laser oscillation experiment. 励起波長として1.029μm(Yb添加YAGレーザ)、1.047μm(Nd添加YLFレーザ)、1.053μm(Nd添加YAGレーザ)、1.064(Nd添加YAGレーザ)等を使った。 1.029μm as the excitation wavelength (Yb added YAG laser), 1.047μm (Nd added YLF laser), 1.053μm (Nd added YAG laser), with 1.064 (Nd added YAG laser) or the like. このようにYbをErと共添加した場合、YbからErへのエネルギ移動を利得することにより、上述したような波長で励起しても1.5μmから1.7μmの間でのレーザ発振および1.5μm帯の広帯域光増幅を確認することができた。 Thus when adding co and the Yb Er, by the gain of the energy transfer to the Er from Yb, the laser oscillation and 1 between 1.7μm from 1.5μm be excited at a wavelength as described above it was possible to confirm the broadband optical amplification of .5μm band.

以上の実施例1〜6では光ファイバの組成として一例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。 It shows an example as a composition of Examples 1 to 6 In the optical fiber, but the present invention is not limited thereto. たとえば、Cs O,Rb O,K O,Li O,BaO,SrO,CaO,MgO,BeO,La ,Y ,Sc ,Al ,ThO ,HfO ,ZrO ,TiO ,Ta ,Nb ,Wo ,Tl O,CdO,PbO,In ,Ga のいずれかひとつ以上をTeO とともに含むガラスであってもよい(参照:ガラスハンドブック(第8編)、作花済夫他編集、朝倉書店、昭和50年発行)。 For example, Cs 2 O, Rb 2 O , K 2 O, Li 2 O, BaO, SrO, CaO, MgO, BeO, La 2 O 3, Y 2 O 3, Sc 2 O 3, Al 2 O 3, ThO 2 comprises HfO 2, ZrO 2, TiO 2 , Ta 2 O 5, Nb 2 O 5, Wo 3, Tl 2 O, CdO, PbO, with an in 2 O 3, Ga TeO 2 or more one of 2 O 3 a glass may be (see: glass Handbook (8th ed.), Sumio Sakka other editing, Asakura Shoten, 1975 issue). また、ErまたはErおよびYbは、コアのみでなく、クラッドにも添加してもよい。 Further, Er or Er and Yb, not core alone may be added to the cladding.

さらに、光増幅器は、本発明の光増幅媒体と、この光増幅媒体を励起する励起光源と、信号光の入力および出力手段を有するものであれば上述した構成に限定されるものではない。 Furthermore, the optical amplifier includes an optical amplifying medium of the present invention, the excitation light source for exciting the light amplification medium, it is not limited to the above-described configuration as long as it has an input and output means of the signal light.

また、レーザ装置は、光ファイバで構成された光共振器の途中に本発明の光増幅媒体を挿入し、さらに、この光増幅媒体を励起する励起光源を有するものであれば、特に限定されるものではない。 The laser device inserts the optical amplification medium of the present invention in the optical resonator constituted by an optical fiber, furthermore, as long as it has an excitation light source for exciting the optical amplification medium, in particular limited not.

(実施例7) (Example 7)
増幅用ファイバとしてEr1000ppmをコアに添加したファイバ4mを用いて1.5μm帯の増幅特性を測定した。 The fiber 4m added with Er1000ppm to the core as a fiber for amplification was measured amplification characteristics of 1.5μm band using. コアガラス組成をTeO (68.6モル%)−ZnO(19モル%)−Na O(7.6モル%)−Bi (4.8モル%)としてこれにP を5重量%を添加し、クラッドガラス組成をTeO (71モル%)−Na O(8モル%)−ZnO(21モル%)とした。 Core glass compositions TeO 2 (68.6 mol%) - ZnO (19 mol%) - Na 2 O (7.6 mole%) - Bi 2 O 3 P 2 O 5 to as (4.8 mol%) was added 5% by weight, the cladding glass composition TeO 2 (71 mol%) - Na 2 O (8 mol%) - was ZnO (21 mol%). コア・クラッド屈折率差は2.5%であり、カットオフ波長を0.96μmとした。 Core cladding refractive index difference is 2.5%, was 0.96μm cutoff wavelength. 0.98μmの光(光源は半導体レーザ)を励起光として1.5μm帯の小信号利得を測定したところ、リンを添加しないものに比較し利得効率は5倍増加して2dB/mWに達した。 0.98μm light (light source a semiconductor laser) was measured small signal gain of 1.5μm band as the excitation light, the gain efficiency compared to those not added with phosphorus reached 2 dB / mW to 5-fold increase . また、入力信号レベルを−10dBmとして飽和領域での利得スペクトルを測定したところ、1530nmから1620nmまで90mm幅で利得がフラットになった(励起強度は200mWであった)。 The measured gain spectrum in the saturation region of the input signal level as -10dBm, the gain in 90mm width from 1530nm to 1620nm has become flat (excitation intensity was 200 mW). また、雑音指数はリンを添加しない場合は7dBであったが、リンを添加することにより4dBに低下した。 Moreover, the noise figure is the case without the addition of phosphorus was 7 dB, was reduced to 4dB by adding phosphorus. このようにコアガラスとしてリンを添加することにより、利得係数および雑音指数が大幅に改善した。 By thus adding phosphorus as the core glass, the gain coefficient and noise figure is greatly improved.

また、P の代りにB を添加しても利得係数および雑音指数の改善が確認できた。 Also, improvement of gain coefficient and noise figure with the addition of B 2 O 3 instead of P 2 O 5 was confirmed.

(実施例8) (Example 8)
TeO (68.6モル%)−ZnO(19モル%)−Na O(7.6モル%)−Bi (4.8モル%)をコアガラスとしてこれにOH基を5000ppm、Erを1000ppm添加したところ、利得係数はOH基を添加しないときと比較して3倍増加することが確認できた。 TeO 2 (68.6 mol%) - ZnO (19 mol%) - Na 2 O (7.6 mole%) - Bi 2 O 3 This 5000ppm an OH group as (4.8 mol%) of core glass, was added 1000ppm of Er, gain factor it was confirmed that the 3-fold increase as compared to when not added OH group.

リンを添加した場合より利得係数の増加の程度が低いのはOH基の信号エネルギーが3700cm −1という大きな値を持つため、増幅の始準位である13/2準位もわずかに多音子放出により緩和されるためである。 Since the signal energy of the degree is low is given OH groups increase in gain coefficient than the case of adding the phosphorus has a large value of 3700 cm -1, a start level of the amplification 4 I 13/2 level even slightly multi This is because that is alleviated by phonon emission.

図21は本発明にもとづくレーザ装置の一例を示す図であり、図中、参照符号111,111′は励起用半導体レーザ(波長:1480nm)、112,112′は信号光と励起光とを結合させる光カップラ、113,115は増幅用光ファイバ、114は光アイソレータであり、信号光はAのポートより入射したのちBのポートより出射する構成となっている。 Figure 21 is a diagram showing an example of a laser device according to the present invention, in the drawing, the reference numeral 111, 111 'are pumping semiconductor laser (wavelength: 1480 nm), 112, 112' is coupled to the signal light and the pumping light It is to the optical coupler, 113 and 115 amplifying optical fiber, 114 denotes an optical isolator, the signal light has a configuration to emit from the port of B after entering from the port of a.

参照符号113の増幅用ファイバとしてErを1000ppm添加したZrF 系のフッ化物ファイバ( 参考文献:Kanamori et al, Proceeding of 9th Intern ational Synposium on Non-Oxide Glasses, P.74, 1994) を用い、増幅用ファイバ115としてErを1000ppm添加したTeO −Na O−Bi −ZnO系の酸化テルライトファイバを用いた。 Amplifying fiber as Er to 1000ppm added with ZrF 4 based fluoride fiber reference numerals 113 (reference: Kanamori et al, Proceeding of 9th Intern ational Synposium on Non-Oxide Glasses, P.74, 1994) using the amplification oxide was used tellurite fiber TeO 2 -Na 2 O-Bi 2 O 3 -ZnO system was added 1000ppm of Er as use fiber 115.

それぞれのファイバともコア・クラッド屈折率差は2.5%であり、カットオフ波長は1.35μm、ファイバ長はそれぞれ10m、および7mであった。 It is each of the core-cladding refractive index difference with the fiber 2.5%, cutoff wavelength 1.35 .mu.m, fiber length was respectively 10 m, and 7m. 参照符号111,111′の励起用半導体レーザの出力光強度を150mWとして1.5μm帯の利得スペクトルを測定した。 The output light intensity of the semiconductor laser for exciting the reference numerals 111, 111 'to measure the gain spectrum of the 1.5μm band as 150 mW. 得られた利得スペクトルを図22に示す。 The resulting gain spectrum shown in Figure 22.

図22に示した利得スペクトルによれば、信号波長1530nmから1610nmまでの80nm幅で信号利得を値の変化を示す曲線はフラットな状態となる。 According to the gain spectrum shown in Figure 22, the curve showing the change in the value of the signal gain at 80nm width from the signal wavelength 1530nm to 1610nm is a flat state. すなわち、そのような波長帯で信号利得は30dB近傍の値に維持されていることがわかる。 That is, the signal gain in such a wavelength band it is found that it is maintained at a value of 30dB near. したがって、このような波長帯でゲインチルトも小さく抑えられることになる。 Accordingly, the gain tilt can be suppressed small in such a wavelength range. Er添加フッ化物ファイバを用いた場合の利得がフラットになる波長幅は1530nmから1560nmの30nmであるので、利得がフラットになる波長幅は2倍以上に広がった。 The gain in the case of using the Er-doped fluoride fiber wavelength width becomes flat is a 30nm of 1560nm from 1530 nm, the wavelength width in which the gain becomes flat spread more than doubled. またEr添加石英ファイバの場合は、フラットな波長幅はたかだか10nmであるので、8倍にも広がったことになる。 In the case of Er-doped silica fiber, since the flat wavelength width is at most 10 nm, so that the spread in eight times.

本実施例では、Er添加ZrF 系フッ化物ファイバを前段に用い、Er添加テルライトファイバを後段に使用したが、この逆でも良いし、InF 系のフッ化物ファイバでも良い。 In this embodiment, using the Er-doped ZrF 4 based fluoride fiber in front, but using Er-doped tellurite fiber downstream, it may be reversed, or a fluoride fiber of InF 3 system. また、Er添加酸化物多成分ガラスファイバを増幅用ファイバに加えても良い。 It may also be added to Er-doped oxide multi-component glass fiber to the amplifying fiber. 要するに、増幅用光ファイバのひとつとしてEr添加テルライトファイバを用いることが重要である。 In short, it is important to use a Er-doped tellurite fiber as one of the amplification optical fiber.

また、テルライトファイバの組成としては本実施例で使用されたものに限定されるものではない。 Further, as the composition of the tellurite fiber it is not limited to those used in this example.

また、増幅用光ファイバの励起法としては、前方励起、後方励起、双方向励起のいずれかを取っても良いことは言うまでもない。 As the excitation method of amplifying optical fiber, forward pumping, backward pumping, it is needless to say that may take any of the bidirectional pumping.

(実施例9) (Example 9)
図23は本発明にもとづくレーザ装置の他の実施例の概略的構成を示す図である。 Figure 23 is a diagram showing a schematic configuration of another embodiment of a laser apparatus according to the present invention. この実施例では、実施例1で用いた増幅用ファイバ113,115を直列に波長可変バンドパスフィルタ117(バンド幅3nm)を介して接続し、1480nmで透過率が99%、1500nmから1630nmで反射率が100%のミラー116を設け、また、他端に1500nmから1630nmで透過率20%のミラー118を設けてレーザ発振を行った。 In this embodiment, to connect the amplifying fiber 113 and 115 used in Example 1 through a tunable bandpass filter 117 in series (bandwidth 3 nm), the transmittance is 99% by 1480 nm, reflected by the 1630nm from 1500nm rates are provided 100% mirror 116, also were laser oscillation by providing the transmittance of 20% of the mirror 118 at 1630nm from 1500nm to the other end. その結果、信号波長1500nmから1630nmの広い範囲でレーザ発振を確認することができ、1.5μmで使用できる広帯域チューナブルレーザとして使用できることがわかった。 As a result, it is possible to check the laser oscillation in a wide range of 1630nm from the signal wavelength 1500 nm, it was able to be used as a broadband tunable laser that can be used with 1.5 [mu] m.

以上説明したように、本発明の光増幅媒体を用いれば、これまで光ファイバ増幅器では不可能であった1.5μmから1.7μmにかけての光増幅器やレーザ装置の構成が可能になり、1.55μm帯の光通信システムに用いられる保守・監視システムの高性能化が達成でき、光通信システムの安定な運用が可能になる。 As described above, by using the optical amplification medium of the present invention, so far allows configuration of the optical amplifier or a laser device toward 1.7μm from 1.5μm was not possible with the optical fiber amplifier 1. maintenance and performance of the monitoring system can be achieved which is used in an optical communication system of 55μm band, it is possible to stable operation of the optical communication system.

また、増幅波長域が広い特性を利用すれば、フェムト秒のような短光パルスも効率良く増幅することもできるし、波長多重光伝送システム中に用いる光増幅器としても有効である。 Further, by using the amplification wavelength band is wide properties, can either be short light pulses such as femtosecond also efficiently amplified, it is effective as an optical amplifier used in a wavelength division multiplexing optical transmission system.

(実施例10) (Example 10)
本実施例では、実施例4で用いたファイバを使い、スーパールミネッセントレーザの動作を実施した。 In this example, use the fiber used in Example 4, it was carried out the operation of the super-luminescent laser. 励起光源として1.48μmのレーザダイオードを用い、該テルライトファイバの一端に入射した。 A laser diode of 1.48μm as an excitation light source, incident on one end of the tellurite fiber. ファイバの他端をファイバ端面でのフレネル反射を抑えるため、角度10°で斜カットし、出射スペクトルを測定したところ、1.46μmから1.64μmの幅広い発光スペクトルが観測され、ブロードバンドのスーパールミネッセントレーザ装置として使用できることがわかった。 To suppress the Fresnel reflection at the other end of the fiber end face of the fiber, where the angle 10 is obliquely cut °, was measured emission spectrum, it is observed broad emission spectrum of 1.64μm from 1.46 .mu.m, broadband superluminescent It was able to be used as St. laser device.

(実施例11) (Example 11)
図19に示す光増幅器の構成において、光アイソレータの後に、利得を等化するためのフィルタ(チャープドファイバブラッグクレーティング、プログラマブルフィルタ、ファブリーペローエタロン型フィルタ、マッハツエンダー型フィルタ等)を挿入して光増幅特性を測定した。 In the configuration of the optical amplifier shown in FIG. 19, after the optical isolator, and add filter for equalizing gain (chirped fiber Bragg click rating, programmable filter, Fabry-Perot etalon type filter, a Mach-Zehnder type filter, etc.) were measured optical amplification characteristics Te. −30dBmの信号強度の光を入射し、1.48μmで(200mW)励起したとき、フィルタを挿入しないと1530〜1580nmにかけて利得の山が観測されたが、フィルタを挿入し、その損失を調整することによりその利得の山を打ち消すことができ、1530nmから1610nmの波長域にかけてのWDM信号に対し、利得偏差0.2dB以下で動作できることが確認できた。 To light having a signal strength of -30 dBm, (200 mW) when excited at 1.48 .mu.m, although mountain gain toward 1530~1580nm If not inserted filter was observed, insert the filter, to adjust for the loss the mountain gain can be canceled, to WDM signal over the wavelength range of 1610nm from 1530 nm, it was confirmed that can operate below the gain deviation 0.2dB by.

(実施例12) (Example 12)
Aの領域のガラスをコア、およびクラッドとしてコアにCe,Pr,Gd,Nd,Eu,Sm,Tb,Tm,Dy,Ho,YbまたはErを添加し導波路レーザおよび導波路型光増幅器として動作させた。 Operating a glass A region core, and Ce in the core as a cladding, Pr, Gd, Nd, Eu, Sm, Tb, Tm, Dy, Ho, as the addition of Yb or Er waveguide laser and waveguide optical amplifier It was. その結果、それぞれ0.3μm、1.3μm、0.31μm、1.07μm、0.61μm、0.59μm、0.54μm、1.48μm、3.0μm、1.49μm、1μm、1.55μm帯で動作する広帯域レーザ発振および広帯域光増幅が確認できた。 As a result, 0.3 [mu] m respectively, 1.3μm, 0.31μm, 1.07μm, 0.61μm, 0.59μm, 0.54μm, 1.48μm, 3.0μm, 1.49μm, 1μm, 1.55μm band broadband laser oscillation and broadband optical amplification work was confirmed in.

(実施例13) (Example 13)
TeO (70モル%)−ZnO(18モル%)−Na O(6モル%)−Bi (6モル%)ガラスをコア材にしてErを2000ppm添加し、TeO (68モル%)−ZnO(22モル%)−Na O(7モル%)−Bi (3モル%)ガラスをクラッド材とし、カットオフ波長1.1μm、コアクラッド比屈折率差1.8%のファイバを形成し、これを増幅媒体とした。 TeO 2 (70 mol%) - ZnO (18 mole%) - Na 2 O (6 mole%) - Bi 2 O 3 ( 6 mol%) was added 2000ppm of Er in the glass core material, TeO 2 (68 mol %) - ZnO (22 mole%) - Na 2 O (7 mole%) - Bi 2 O 3 (3 mol%) glass and cladding material, the cutoff wavelength 1.1 .mu.m, the core-cladding relative refractive index difference 1.8 % of fiber is formed, and an amplifying medium so. 1.3μmにおけるファイバ損失は40dB/kmであった。 Fiber loss in the 1.3μm was 40dB / km. このファイバを4m用いて光増幅器を構成し、増幅実験を行った。 The fiber constitutes the optical amplifier using 4m, amplification was carried out experiments. 励起波長は前方が0.98μm、後方が1.48μmの双方向励起を採用した。 The excitation wavelength front 0.98 .mu.m, the rear adopted the two-way excitation of 1.48 .mu.m. 信号光源として1.5μmから1.7μm帯の波長可変レーザを使用した。 Using a tunable laser 1.7μm band from 1.5μm as a signal source. 増幅実験の結果、1500〜1630nmの110nm帯域で、5dB以上の小信号利得が得られた。 Amplification experiments at 110nm band 1500~1630Nm, more small signal gain 5dB is obtained. このとき、1530nm以上の波長で雑音指数は5dB以下であった。 In this case, noise figure at least one wavelength 1530nm were 5dB or less.

(実施例14) (Example 14)
実施例13と同様のファイバを15m用いて光増幅器を構成し、増幅実験を行った。 The same fiber as in Example 13 to form an optical amplifier using 15 m, was subjected to an amplification experiment. 励起波長は前方後方とも1.48μmの双方向励起を採用した。 Excitation wavelength has adopted a two-way excitation of 1.48μm both forward and backward. 信号光源として1.5μmから1.7μm帯の波長可変レーザを使用した。 Using a tunable laser 1.7μm band from 1.5μm as a signal source. 増幅実験の結果、特に1580〜1630nmの50nm帯域で、35dB以上の小信号利得が得られた。 Amplification experiments, especially in the 50nm band of 1580~1630Nm, small signal gain of more than 35dB is obtained. このとき、雑音指数は5dBであった。 At this time, the noise index was 5dB.

(実施例15) (Example 15)
実施例13と同様のファイバを15m用いてレーザを構成した。 The same fiber as in Example 13 to constitute a laser using 15 m. キャビティは、全反射ミラーと1625nmで3%の反射率をもつファイバブラッググレーティングを用いて構成した。 Cavity was constructed using fiber Bragg grating with a 3% reflectance by the total reflection mirror and 1625 nm. 励起波長は前方後方とも1.48μmの双方向励起を採用した。 Excitation wavelength has adopted a two-way excitation of 1.48μm both forward and backward. 入射励起強度が300mWのとき、これまで石英ファイバやフッ化物ファイバで得ることのできなかった1625nmにおいて150mWの高出力が得られた。 When the incident excitation intensity of 300 mW, high output of 150mW is in 1625nm which could not be obtained by the silica fiber and fluoride fiber far obtained.

(実施例16) (Example 16)
TeO (68モル%)−ZnO(13モル%)−Na O(4モル%)−Bi (15モル%)ガラスをコア材にしてErを3wt%添加し、TeO (69モル%)−ZnO(21モル%)−Na O(8モル%)−Bi (2モル%)ガラスをクラッド材とし、カットオフ波長1.4μm、コアクラッド比屈折率差5%のファイバを形成し、これを増幅媒体とした。 TeO 2 (68 mol%) - ZnO (13 mol%) - Na 2 O (4 mol%) - Bi 2 O 3 and Er and a (15 mol%) glass core material was added 3 wt%, TeO 2 (69 mole%) - ZnO (21 mol%) - Na 2 O (8 mol%) - Bi 2 O 3 (2 mol%) glass and cladding material, the cutoff wavelength 1.4 [mu] m, the core-cladding relative refractive index difference 5% fiber to the formation of, and an amplifying medium so. このファイバを3cm用いて小型の光増幅器を構成し、増幅実験を行った。 The fiber with 3cm to construct a compact optical amplifier, amplification was carried out experiments.

励起波長は1.48μmの前方励起を採用した。 Excitation wavelength has adopted a forward excitation of 1.48μm. 信号光源として1.5μmから1.7μm帯の波長可変レーザを使用した。 Using a tunable laser 1.7μm band from 1.5μm as a signal source. 増幅実験の結果、1530〜1610nmの80nm帯域で、20dB以上の小信号利得が得られた。 Amplification experiments, in 80nm band 1530~1610Nm, was obtained more small signal gain 20 dB. このとき、雑音指数は7dB以下であった。 At this time, the noise figure was less than 7dB.

(実施例17) (Example 17)
TeO −ZnO−Li O−Bi の4元系ガラスをBi =5mol%に固定し、その他の組成を変えて50個作製し、実施例1のバルクガラスの場合と同様にDSCにより熱特性が測定した。 TeO 2 a quaternary glass -ZnO-Li 2 O-Bi 2 O 3 was fixed in the Bi 2 O 3 = 5mol%, changing the other compositions were prepared 50, in the case of the bulk glass of Example 1 thermally measured similarly by DSC. その結果を図24に示す。 The results are shown in Figure 24. この図に示すように、Aの領域でTx−Tgが120℃以上の安定なガラスが得られた。 As shown in this figure, the region in Tx-Tg of A was obtained 120 ° C. or more stable glass. さらにBの領域では、結晶化の発熱ピークが現れない飛躍的に安定なガラスが得られた。 In still areas of B, the exothermic peak of crystallization dramatically stable glass it does not appear is obtained. このような熱的に安定なガラスを用いてファイバを作製すれば、ファイバ損失が低いだけでなく、歩留り率の高いファイバを大量に生産することができ、低価格化を実現することができる。 If making a fiber by using such a thermally stable glass, not only fiber loss is low, it is possible to produce a large amount of high yield ratio fibers, it is possible to realize a cost reduction. そこで、Bの領域から選んだTeO (80モル%)−ZnO(5mol%)−Li O(10mol%)−Bi (5mol%)ガラスをコア材としてErを2000ppm添加し、TeO (75mol%)−ZnO(5mol%)−Li O(15mol%)−Bi (5mol%)ガラスをクラッド材とし、カットオフ波長1.1μm、コアクラッド比屈折率差2.5%のファイバを形成し、これを増幅媒体とした。 Therefore, TeO 2 (80 mol%) chosen from the region of the B - ZnO (5mol%) - Li 2 O (10mol%) - Bi 2 O 3 (5mol%) the Er added 2000ppm glass as a core material, TeO 2 (75mol%) - ZnO ( 5mol%) - Li 2 O (15mol%) - Bi 2 O 3 and (5 mol%) glass and cladding material, the cutoff wavelength 1.1 .mu.m, the core-cladding relative refractive index difference 2.5 % of fiber is formed, and an amplifying medium so. 1.2μmにおけるファイバ損失は20dB/kmであった。 Fiber loss at 1.2μm was 20 dB / miles. このファイバを3m用いて光増幅器を構成し、増幅実験を行った。 The fiber constitutes the optical amplifier using 3m, amplification was carried out experiments.

励起波長は前方が0.98μm、後方が1.48μmの双方向励起を採用した。 The excitation wavelength front 0.98 .mu.m, the rear adopted the two-way excitation of 1.48 .mu.m. 信号光源として1.5μmから1.7μm帯の波長可変レーザを使用した。 Using a tunable laser 1.7μm band from 1.5μm as a signal source. 増幅実験の結果、1530〜1610nmの80nm帯域で、20dB以上の小信号利得が得られた。 Amplification experiments, in 80nm band 1530~1610Nm, was obtained more small signal gain 20 dB. このとき、雑音指数は5dB以下であった。 At this time, the noise figure was 5dB below.

また、Aの領域から選んだTeO (70mol%)−ZnO(10mol%)−Li O(15mol%)−Bi (5mol%)ガラスをコア材としてErを2000ppm添加し、TeO (70mol%)−ZnO(7mol%)−Li O(18mol%)−Bi (5mol%)ガラスをクラッド材とし、カットオフ波長1.1μm、コアクラッド比屈折率差1.5%のファイバを形成し、これを増幅媒体とした。 Further, TeO 2 chosen from the area of the A (70mol%) - ZnO ( 10mol%) - Li 2 O (15mol%) - Bi 2 O 3 and (5 mol%) glass Er added 2000ppm as a core material, TeO 2 (70mol%) - ZnO (7mol %) - Li 2 O (18mol%) - Bi 2 O 3 and (5 mol%) glass and cladding material, the cutoff wavelength 1.1 .mu.m, the core-cladding relative refractive index difference of 1.5% fiber to the formation of, and an amplifying medium so. 1.2μmにおけるファイバ損失は60dB/kmであった。 Fiber loss at 1.2μm was 60 dB / miles. このファイバを3m用いて光増幅器を構成し、同様に増幅実験を行った。 The fiber constitutes the optical amplifier using 3m, was subjected to the same amplification experiment. その結果、1530〜1610nmの80nm帯域で、20dB以上の小信号利得が得られた。 As a result, 80nm band 1530~1610Nm, was obtained more small signal gain 20 dB. このとき、雑音指数は5dB以下であった。 At this time, the noise figure was 5dB below. 以上からAの領域のガラスからでも実用的な広帯域EDFAができることが示された。 It has been shown that it is practical broadband EDFA even from glass regions A from above.

(実施例18) (Example 18)
実施例17に記載のファイバを15m用いて光増幅器を構成し、増幅実験を行った。 The fiber according to Example 17 constitute an optical amplifier using 15 m, was subjected to an amplification experiment. 励起波長は前方後方とも1.48μmの双方向励起を採用した。 Excitation wavelength has adopted a two-way excitation of 1.48μm both forward and backward. 信号光源として1.5μmから1.7μm帯の波長可変レーザを使用した。 Using a tunable laser 1.7μm band from 1.5μm as a signal source. 増幅実験の結果、特に1580〜1630nmの50nm帯域で、20dB以上の小信号利得が得られた。 Amplification experiments, especially in the 50nm band of 1580~1630Nm, was obtained more small signal gain 20 dB. このとき、雑音指数は5dB以下であった。 At this time, the noise figure was 5dB below.

(実施例19) (Example 19)
実施例17に記載のファイバを15m用いてレーザを構成した。 To constitute a laser with 15m of fiber according to Example 17. キャビティは、全反射ミラーと1625nmで3%の反射率をもつファイバブラッググレーティングを用いて構成した。 Cavity was constructed using fiber Bragg grating with a 3% reflectance by the total reflection mirror and 1625 nm. 励起波長は前方後方とも1.48μmの双方向励起を採用した。 Excitation wavelength has adopted a two-way excitation of 1.48μm both forward and backward. 入射励起強度が300mWのとき、これまで石英ファイバやフッ化物ファイバで得ることのできなった1625nmにおいて150mWの高出力が得られた。 When the incident excitation intensity of 300 mW, high output of 150mW is in 1625nm it became able to be obtained by the silica fiber and fluoride fiber far obtained.

(実施例20) (Example 20)
TeO (68mol%)−ZnO(13mol%)−Na O(4mol%)−Bi (15mol%)ガラスをコア材にしてErを3wt%添加し、TeO (69mol%)−ZnO(21mol%)−Na O(8mol%)−Bi (2mol%)ガラスをクラッド材とし、カットオフ波長1.4μ m、コアクラッド比屈折率差5%のファイバを形成し、これを増幅媒体とした。 TeO 2 (68mol%) - ZnO (13mol%) - Na 2 O (4mol%) - Bi 2 O 3 (15mol%) and Er and a glass core material added 3wt%, TeO 2 (69mol% ) - ZnO (21mol%) - Na 2 O (8mol%) - Bi 2 O 3 (2mol%) of glass and the clad material, to form a cut-off wavelength 1.4Myu m, the core-cladding relative refractive index difference of 5% fiber, which It was used as the amplification medium. このファイバを3cm用いて小型の光増幅器を構成し、増幅実験を行った。 The fiber with 3cm to construct a compact optical amplifier, amplification was carried out experiments.

励起波長は1.48μmの前方励起を採用した。 Excitation wavelength has adopted a forward excitation of 1.48μm. 信号光源として1.5μmから1.7μm帯の波長可変レーザを使用した。 Using a tunable laser 1.7μm band from 1.5μm as a signal source. 増幅実験の結果、1530〜1610nmの80nm帯域で、20dB以上の小信号利得が得られた。 Amplification experiments, in 80nm band 1530~1610Nm, was obtained more small signal gain 20 dB. このとき、雑音指数は5dBであった。 At this time, the noise index was 5dB.

(実施例21) (Example 21)
溶融後にTeO (73.5mol%)−ZnO(20mol%)−Na O(5mol%)−Bi (1.5mol%)、TeO (73mol%)−ZnO(20mol%)−Na O(5mol%)−Bi (2mol%)となるようにTeO 、ZnO、Na CO 、Bi の原料を調合したものを90gるつぼに充填し、電気炉内で酸素雰囲気した、800℃で2時間溶融した。 After melting TeO 2 (73.5mol%) - ZnO (20mol%) - Na 2 O (5mol%) - Bi 2 O 3 (1.5mol%), TeO 2 (73mol%) - ZnO (20mol%) - Na 2 O (5mol%) - Bi 2 O 3 (2mol%) and so as to TeO 2, ZnO, those obtained by compounding raw materials Na 2 CO 3, Bi 2 O 3 was filled in 90g crucible in an electric furnace and an oxygen atmosphere, was melted for 2 hours at 800 ° C.. その後、250℃に予加熱した円筒中空鋳型内に融液をキャストし、直ちに蓋を融液注入口にした後、この鋳型を2000rpmで回転させながら水平に寝かせ3分間保った。 Thereafter, casting the melt in the cylindrical hollow mold preheated to 250 ° C., immediately after the closure to the melt inlet, it kept horizontally aged 3 minutes while rotating the mold at 2000 rpm. その後室温まで徐冷した。 Then slowly cooled to room temperature. 得られたテルライトガラスは外形15mmφ、内径5mmφ、長さ130mmで下部に底を有する円筒状の管であった。 Obtained tellurite glass contour having a diameter of 15 mm, an inner diameter of 5 mm.phi, it was a cylindrical tube having a bottom in the lower length 130 mm. 得られた2本のガラス管全体を顕微鏡を用いて詳細に検討したところ、Bi を1.5mol%添加したものは外壁近くに多数の結晶化が見られたのに対し、Bi を2mol%添加した物はこのような結晶化は見られなかった。 Two whole glass tube obtained was examined in detail using a microscope, whereas that of Bi 2 O 3 was added 1.5 mol% was seen many crystallization near the outer wall, Bi 2 O 3 have been added 2 mol% of such crystallization was not observed. この2つのガラスの一部を粉砕し、めのう乳鉢で粉々にしたパウダー30mgの2種類のサンプルを銀製金メッキのシール容器に充填し、アルゴンガス雰囲気中、昇温速度10℃/分でDSC測定を行った。 Crushed part of the two glass, filled with two samples of powder 30mg was shattered in an agate mortar in a sealed container silver gilding, in an argon gas atmosphere, a DSC measurement at a heating rate of 10 ° C. / min went. 図25に測定結果を示す。 Figure 25 shows the measurement results.

図25は、組成73.5TeO −20ZnO−5Na O−1.5Bi ガラス(図中、a線)および73TeO −20ZnO−5Na O−2Bi ガラス(図中、b線)を用いた場合のそれぞれのDSCの測定図である。 Figure 25 is in the composition 73.5TeO 2 -20ZnO-5Na 2 O- 1.5Bi 2 O 3 glass (in the figure, a line) and 73TeO 2 -20ZnO-5Na 2 O- 2Bi 2 O 3 glass (Fig., B it is a measurement diagram of the respective DSC in the case of using the line). Bi を1.5mol%添加したガラスでは350℃付近から結晶化のピークが始まり、Tx−Tgの値は69.2℃であった。 Beginning peak crystallization from around 350 ° C. is a Bi 2 O 3 with 1.5 mol% added glass, the value of Tx-Tg was 69.2 ° C.. 一方、Bi を2mol%添加したガラスでは390℃付近から結晶化のピークが始まり、Tx−Tgの値は110.4℃であった。 On the other hand, starts the peak crystallization from around 390 ° C. in a glass of Bi 2 O 3 was added 2 mol%, the value of Tx-Tg was 110.4 ° C.. すなわち、Bi を1.5mol%添加した場合に比べて、2mol%添加したガラスの方が熱安定性が飛躍的に向上した。 That is, as compared with the case where the Bi 2 O 3 was added 1.5 mol%, towards the glass doped 2 mol% thermal stability was significantly improved.

以上の実施例1〜21のテルライトガラスはBi を含む4元系であることを最大の特徴としている。 More tellurite glasses of Examples 1 to 21 are the largest being a 4-way system including a Bi 2 O 3. このようなテルライトガラスは熱安定性が高く、ファイバ化した際の損失を低く抑えることができ、さらに屈折率制御が容易であるため高Δnのファイバが作製できることにより、効率の低い3準位系のEDFAの増幅帯域の拡大を可能とした。 Such tellurite glass has a high thermal stability, it is possible to suppress the loss in the fiber of, by further refractive index control fiber high Δn it is easy can be manufactured, less efficient three-level It made it possible to expand the amplification bandwidth of the EDFA systems.

従来知られているファイバ化可能なテルライトガラスとしては従来の技術で述べたSintzer 等のテルライトガラス(米国特許第5,251,062号)があるが、米国特許第5,251,062号のテルライトガラスとは、Bi の有無すなわち3元系か4元系かという点で異なる。 As the fiber-enabling tellurite glass which is known conventionally have tellurite glass such Sintzer described in the prior art (U.S. Pat. No. 5,251,062), U.S. Patent No. 5,251,062 the tellurite glass, differs in that either the presence or absence i.e. ternary or quaternary system of Bi 2 O 3.

これまで述べてきたように米国特許第5,251,062号に記載の3元系テルライトガラスは本願発明の4元系テルライトガラスと比較して熱安定性が低く、そのため1.55μmにおける損失を1500dB/kmにまでしか低減することができないのに対して、本願発明では損失の低減を目的に種々の組成を検討した結果Bi を含む4元系が損失の低減に有効であることを見出した。 Previously ternary tellurite glass according to the U.S. Pat. No. 5,251,062 as has been described, compared with quaternary tellurite glass of the present invention thermal stability is low, in that order 1.55μm whereas it can only reduce the loss to a 1500dB / km, in the present invention effective in reducing quaternary loss including results Bi 2 O 3 were investigated various compositions in order to reduce the loss It was found that there. さらにこの4元系ガラスは屈折率制御が容易なため、高Δnのファイバが作製可能であり、低い損失と合わせて初めてテルライトEDFAの実現に至った。 For further this quaternary glass easy to refractive index control, it is possible fabricated fibers of a high [Delta] n, led to the realization of the first tellurite EDFA in conjunction with low loss. 米国特許第5,251,062号の3元系テルライトガラスでは効率の悪い3準位系のEDFAの実現が難しいことは米国特許第5,251,062号明細書中のみならず、その後に提出された前記オプティクス・レターズおよび前記オプティカル・マテリアルズにもEDFA実現に関する具体的記載が一切ないことからも明らかである。 The ternary tellurite glass of U.S. Patent No. 5,251,062 that the realization of the EDFA inefficient three-level system is difficult not only U.S. Patent No. 5,251,062 Patent specification, thereafter also submitted the Optics Letters and the optical Materials is apparent from the fact that there are no specific description of EDFA implemented.

さらに詳細に述べれば、米国特許第5,251,062号明細書において、Snitzer 等はレーザはバルクガラスでも実現できるのに対して光増幅にはコアおよびクラッドを有するファイバ構造が必要であることを述べ、ファイバ化が可能であるテルライトガラスとして3元系テルライトガラスの組成範囲を示した。 More particularly, in U.S. Patent No. 5,251,062, the Snitzer like lasers for optical amplification respect can be realized in bulk glass is required fiber structure having a core and a cladding mentioned, it shows a composition range of the ternary tellurite glass as tellurite glass is possible fibers of. したがって目的は光増幅の実現であることは明らかであるが、これらの3件の文献においては前記オプティクス・レターズにおけるネオジムを用いたファイバレーザの記載があるのみである。 It is therefore an object While it is apparent that the realization of the optical amplification, but only in these 3 references have fiber laser described with neodymium in the Optics Letters. しかも、光増幅の分野において、ネオジムは当初1.3μm帯の増幅への適用が有望視されていたが、前記オプティカル・マテリアルズ中にも記載されているように励起状態吸収のため1.3μm帯の増幅への適用は困難であることは周知の事実である。 Moreover, in the field of optical amplification, but neodymium had been promising application to the amplification of the original 1.3μm band, because the excited state absorption as also described in the Optical Materials 1.3μm application to the amplification of bands is a well-known fact that it is difficult.

Bi を含有するテルライトガラスは、前記オプティカル・マテリアルズ中に72%Te −18%Bi および80%Te −10%Bi −10%TiO の記載であるが、これらは本願発明の4元系とは全く異なる組成であり、さらに前記オプティカル・マテリアルズ中にこれらのガラスの熱安定性、損失に関する記載は一切ない。 Tellurite glass containing Bi 2 O 3, the Optical Materials in FIG 72% Te 2 O 3 -18% Bi 2 O 3 and 80% Te 2 O 3 -10% Bi 2 O 3 -10% TiO is 2 described, these are completely different composition than the quaternary of the present invention, further thermal stability of these glasses in said optical Materials, description regarding loss not at all.

また、前記オプティカル・マテリアルズおよび前記オプティクス・レターズ中にコア組成77%TeO −6.0%Na O−15.5%ZnO−1.5%Bi の4元系テルライトガラスが記載され、特に前記オプティカル・マテリアルズ中にはその損失まで記載されているが、損失は1.55μm帯において1500dB/kmという高値であり、ましてやBi 添加による熱安定性向上に関する記載や、熱安定性向上を想起させる記載は一切ない。 Also, quaternary tellurite glass of the Optical Materials and said core composition 77% in Optics Letters TeO 2 -6.0% Na 2 O- 15.5% ZnO-1.5% Bi 2 O 3 There is described, has been described in particular to its loss in the optical Materials, loss is high that 1500dB / km at 1.55μm band, let alone described for thermal stability improvement by Bi 2 O 3 added and, not all described reminiscent of improving thermal stability. 光ファイバの分野では屈折率制御のためにガラスに屈折率制御材を添加することは公知であり、前記ファイバにおけるBi の添加はまさしくそのためであるものと考えられる。 That in the field of optical fiber is added the refractive index control material to the glass for the refractive index control are known, the addition of Bi 2 O 3 in the fiber is considered to be just because its.

実施例などで詳しく記載した通り、本願発明ではテルライトガラスの損失低減をめざしてテルライトガラスの組成を種々検討した結果、Bi を添加した4元系テルライトガラスが有効であることを解明した。 As described in detail in such examples, the results in the present invention of various studies the composition of the tellurite glass with the aim of reducing loss of the tellurite glass, quaternary tellurite glass doped with Bi 2 O 3 is effective It was to elucidate the. これも実施例に記載済であるが、特にBi 濃度が1.5%を超えると熱安定性は飛躍的に向上し、テルライトガラスファイバの低損失化に成功した。 This is also already described in the examples, but dramatically improved, and succeeded in lower loss of tellurite glass fiber particularly Bi 2 O 3 concentration exceeds 1.5%, the thermal stability. さらに副次的にコアとクラッドのBi 添加量の調整によりファイバのΔnを自由に制御できることから高Δnファイバを作製でき、これらの相乗効果により低効率な3準位系EDFAの増幅帯域拡大に成功した。 Further secondarily can produce high Δn fiber since the Δn of the fiber by adjusting the core and the cladding of the Bi 2 O 3 amount can be freely controlled, low-efficiency three-level system amplification bandwidth of the EDFA by these synergistic effects It expanded to was successful.

つぎに、テルライトEDFAの利得スペクトルがより平坦になるようなガラス組成について検討する。 Next, consider the glass composition, such as gain spectrum of tellurite EDFA becomes flatter. 以下の実施例ではテルライトガラスまたはファイバにAlをホストとして添加することを主要な特徴とする。 In the following embodiment is mainly characterized in that the addition as a host of Al in tellurite glass or fiber. SiO 系ガラスにAlを添加した場合、SiO 系ガラスに添加されたErの誘導放出断面積の1.53μmと1.56μmとの間のへこみが無くなり、1.54μmから1.56μmにかけて平坦な利得が得られることが知られている(“Erbium-Doped Fiber Amplifiers(エルビウム添加ファイバ増幅器)、Emmanuel Desurvire著(エマニエル デサヴィア著)、出版社John Wiley & Sons、1994年)。 If adding Al to the SiO 2 based glass, it eliminates the indentations between 1.53μm and 1.56μm of stimulated emission cross-section of Er added to SiO 2 glass, flat toward 1.56μm from 1.54μm such gain is known to be obtained ( "erbium-Doped fiber amplifiers (erbium-doped fiber amplifier), Emmanuel Desurvire Author (Emmanuelle Desavia Author), publisher John Wiley & Sons, 1994 years).

しかしながら、これは石英系ファイバに対するAlの添加効果であり、テルライト系ファイバに対してはその効果は不明である。 However, this is the effect of adding Al to silica fiber, the effect is unclear for the tellurite fiber. 以下の実施例に示されるように、本発明者らは、テルライトガラスへのAl添加により、1.53μmと1.56μmの誘導放出断面積のへこみを無くすとともに1.6μm帯の誘導放出断面積を変化させる(増大させる)ことができ、結果として、1.55μm帯と1.6μm帯との利得偏差を減少させることができることを見い出した。 As shown in the examples below, the present inventors found that by adding Al to the tellurite glass, stimulated emission cross of 1.6μm band with eliminating depressions stimulated emission cross-section of 1.53μm and 1.56μm changing the area (increase) the can, as a result, we have found that it is possible to reduce the gain deviation between 1.55μm band and 1.6μm band.

(実施例22) (Example 22)
図26に(74)TeO −(16)ZnO−(6)Na O−(4モル%)Bi ガラス、および(73)TeO −(15)ZnO−(6)Na O−(3)Bi −(3モル%)Al ガラスおよび(79)TeO −(3)ZnO−(12)Li O−(3)Bi −(3モル%)Al ガラス中のErの1.5μm発光スペクトルを示す。 Figure 26 (74) TeO 2 - ( 16) ZnO- (6) Na 2 O- (4 mol%) Bi 2 O 3 glass, and (73) TeO 2 - (15 ) ZnO- (6) Na 2 O - (3) Bi 2 O 3 - (3 mol%) Al 2 O 3 glass and (79) TeO 2 - (3 ) ZnO- (12) Li 2 O- (3) Bi 2 O 3 - (3 mol% ) shows the 1.5μm emission spectrum of Er of Al 2 O 3 in the glass. 図から明らかなようにAl を含有したガラスの発光スペクトルの1.6μm付近の強度はAl を含有しないものに比べ強く、また、1.53μmと1.56μmとの間の谷の深さも浅くなっている。 Intensity around 1.6μm of the emission spectrum of the glass containing Al 2 O 3 As is apparent from the figure strongly compared to those not containing Al 2 O 3, also between 1.53μm and 1.56μm the depth of the valley also has become shallow.

このAl 含有ガラス(TeO −ZnO−Na O−Bi 系ガラス)をコア組成としてEr添加テルライトファイバ(カットオフ波長:1.3μm、Er濃度:4000ppm、長さ:0.9m)を作製し、1.48μmで励起(200mW)したところ、1.56μmと1.69μmとの利得偏差が10dB以下に低減できた。 The Al 2 O 3 containing glass (TeO 2 -ZnO-Na 2 O -Bi 2 O 3 based glass) Er-doped tellurite fiber as the core composition (cut-off wavelength: 1.3 .mu.m, Er concentration: 4000 ppm, Length: to prepare a 0.9 m), I was excited (200 mW) at 1.48 .mu.m, a gain deviation between 1.56μm and 1.69μm is possible to reduce the 10dB below.

このファイバを増幅媒体として、ファイバブラッググレーティングを利得等化器としてEDFAを構成したところ、1.53μmから1.60μmにわたり利得偏差が1dB以下のEDFAを実現することができた。 As the fiber amplification medium, was constituted an EDFA fiber Bragg grating as a gain equalizer, it was possible to gain deviation over a 1.60μm from 1.53μm to realize the following EDFA 1 dB. Al を含有しないファイバを用いた場合では、1.53μmと1.60μmの利得偏差が15dB以上あり、利得等化器を用いて利得の補正をしても利得偏差を帯域70nmにわたり、1dB以下にすることは困難であった。 In the case of using the fiber containing no Al 2 O 3, there gain deviation of 1.53μm and 1.60μm or more 15 dB, even if the correction of the gain by using a gain equalizer over the gain deviation band 70 nm, it is difficult to below 1dB. この実施例のAl 含有ガラスをファイバホストに用いて始めて可能になった。 The Al 2 O 3 containing glass of this example enabled beginning with the fiber host.

このAl の利得特性への添加効果は、特願平9−226890号に記載のTeO −ZnO−Na O−Bi の組成(55≦TeO ≦90、0≦ZnO≦35、0≦Na O≦35、0<Bi ≦20、単位モル%)に対して確認することができた。 Effect of the addition of the gain characteristics of the Al 2 O 3, the composition of TeO 2 -ZnO-Na 2 O- Bi 2 O 3 described in Japanese Patent Application No. 9-226890 (55 ≦ TeO 2 ≦ 90,0 ≦ ZnO ≦ 35,0 ≦ Na 2 O ≦ 35,0 <Bi 2 O 3 ≦ 20, could be confirmed with respect to the unit mol%).

(実施例23) (Example 23)
Al の利得特性に対する添加効果をTeO −ZnO−Li O−Bi 系ガラスに対して確認した。 The additive effect of the gain characteristics of the al 2 O 3 was confirmed against TeO 2 -ZnO-Li 2 O- Bi 2 O 3 based glass. すなわち、(80)TeO −(3)ZnO−(12)Li O−(5モル%)Bi ガラスおよび(79)TeO −(3)ZnO−(12)Li O−(3)Bi −(3モル%)Al ガラス中のErの1.5μm帯の発光スペクトルを比較したところ実施例1の場合と同様、Al を含有したガラスでは1.6μm帯の発光強度が含有しないものに比べ強くなり、また1.53μmと1.56μmの間にできている谷がなくなっていた。 That, (80) TeO 2 - ( 3) ZnO- (12) Li 2 O- (5 mol%) Bi 2 O 3 glass and (79) TeO 2 - (3 ) ZnO- (12) Li 2 O- ( 3) Bi 2 O 3 - ( 3 mol%) as in the case of Al 2 O 3 was compared with the emission spectrum of the 1.5μm band Er in the glass in example 1, 1 is a glass containing Al 2 O 3 the emission intensity of .6μm band becomes stronger compared to those that do not contain, also was gone the valley which is made between 1.53μm and 1.56μm.

このAl 含有ガラスをコア組成としてEr添加テルライトファイバ(カットオフ波長:1.3μm、Er濃度:4000ppm、長さ:0.9m)を作製し、1.48μmで励起(200mW)したところ、1.56μmと1.60μmとの利得偏差が10dB以下に低減できた。 The Al 2 O 3 Er-doped tellurite fiber-containing glass as a core composition (cut-off wavelength: 1.3 .mu.m, Er concentration: 4000 ppm, Length: 0.9 m) was prepared and was excited (200 mW) at 1.48μm place, gain deviation between 1.56μm and 1.60μm could be reduced to less than 10dB.

このファイバを増幅媒体として、マッハーツェンダ型のフィルタ(損失媒体)を利得等化器としてEDFAを構成したところ、1.53μmから1.60μmにわたり利得偏差が1dB以下のEDFAを実現することができた。 As the fiber amplification medium, was composed of the EDFA Mahhatsuenda type filter (loss medium) as a gain equalizer, it is possible to gain deviation over a 1.60μm from 1.53μm to realize the following EDFA 1 dB It was. Al を含有しないファイバを用いた場合では、1.56μmと1.60μmの利得偏差が15dB以上あり、利得等化器を用いて利得の補正をしても利得偏差を帯域70nmにわたり、1dB以下にすることは困難であった。 In the case of using the fiber containing no Al 2 O 3, there gain deviation of 1.56μm and 1.60μm or more 15 dB, even if the correction of the gain by using a gain equalizer over the gain deviation band 70 nm, it is difficult to below 1dB.

また、Er添加濃度1000ppmのファイバで2m長のファイバを用いて増幅スペクトルを測定したところ、Al を含有していないファイバで見られた1.53μmと1.56μmとの間の利得の変動がなくなり、1.53μmから1.56μmにかけて利得の均一性の良いものが得られ、同波長域でのWDM伝送の応用に有利なことがわかった。 The measured amplification spectrum using a 2m length of fibers in fiber Er doping concentration 1000 ppm, the gain between 1.53μm and 1.56μm observed in fiber not containing Al 2 O 3 fluctuations is eliminated, as is obtained with good uniformity of the gain toward 1.56μm from 1.53 .mu.m, it was found that advantageous applications of the WDM transmission at the same wavelength range. また、この現象はTeO −ZnO−Na O−Bi −Al 系のファイバにおいても確認できた。 Moreover, this phenomenon was confirmed also in the TeO 2 -ZnO-Na 2 O- Bi 2 O 3 -Al 2 O 3 based fiber.

このAl の利得特性への添加効果は、TeO −ZnO−Li O−Bi の組成(70≦TeO ≦90,0≦ZnO≦24、0≦Li O≦30、0<Bi ≦10、単位モル%)、すなわち安定してファイバが形成できる組成に対して確認することができた。 Effect of the addition of the gain characteristics of the Al 2 O 3 is, TeO 2 composition -ZnO-Li 2 O-Bi 2 O 3 (70 ≦ TeO 2 ≦ 90,0 ≦ ZnO ≦ 24,0 ≦ Li 2 O ≦ 30 , 0 <Bi 2 O 3 ≦ 10, the unit mol%), i.e. could be confirmed with respect to stable fiber can be formed composition.

以上の実施例ではAl の濃度を3モル%としたが、これに限定されるわけではなく、0モル%よりも大きな濃度であれば、Al の添加効果は確認できた。 Was a 3 mol% the concentration of Al 2 O 3 is in the above embodiment, but is not limited thereto, if a large concentration is than 0 mol%, the addition effect of Al 2 O 3 is was confirmed .

(実施例24) (Example 24)
しかし、必要以上に濃度を大きくすることは、上記の安定してファイバ化できる組成条件を無視することになるので好ましくない。 However, increasing the concentration more than necessary is undesirable because will ignore the composition conditions that can stably fiber of the.

本実施例では、TeO −ZnO −M O−Bi (MはLi、Na以外のアルカリ元素)系ガラスに対するAl の利得特性への添加効果を確認した。 In this embodiment, TeO 2 -ZnO 2 -M 2 O -Bi 2 O 3 (M is Li, alkali elements other than Na) was confirmed the effect of adding to the gain characteristics of the Al 2 O 3 with respect to glass. すなわち、MがK、Cs、Rbのとき、実施例22〜23と同様、Al を添加することにより1.56μmと1.60μmとの利得偏差を10dB以下にすることができ、また利得等化器を用いてEDFAを構成し、1.53μmから1.60μmの70nmにわたり、利得偏差1dB以下のEDFAを実現すること、また1.53μm〜1.56μmの利得を均一にすることができた。 That is, when M is K, Cs, of Rb, as in Example 22 to 23, it is possible to gain deviation between 1.56μm and 1.60μm to 10dB below by adding Al 2 O 3, also configure the EDFA using the gain equalizer, over from 1.53μm to 70nm of 1.60 .mu.m, it realizes the following EDFA gain deviation 1 dB, also is possible to equalize the gain of 1.53μm~1.56μm did it.

(実施例25) (Example 25)
本実施例では、TeO −ZnO −M O−Bi (Mはアルカリ元素で2種類以上を含む)系ガラスに対するAl の利得特性への添加効果を確認した。 In this embodiment, TeO 2 -ZnO 2 -M 2 O -Bi 2 O 3 (M comprises two or more alkali elements), which was the effect of the addition of the gain characteristics of the Al 2 O 3 with respect to glass. すなわち、Mとして2種類以上のアルカリ元素を含む場合も、実施例22〜23と同様、Al を添加することにより、1.56μmと1.60μmとの利得偏差を10dB以下にすることができ、また、利得等化器を用いてEDFAを構成し、1.53μmから1.60μmの70nmにわたり、利得偏差1dB以下のEDFAを実現すること、また1.53μm〜1.56μmの利得を均一にすることができた。 That is, even if it contains two or more alkali elements as M, as in Example 22 to 23, by adding Al 2 O 3, making the gain deviation between 1.56μm and 1.60μm to 10dB below can be, also, constitute an EDFA with a gain equalizer, over 70nm of 1.60μm from 1.53 .mu.m, it realizes the following EDFA gain deviation 1 dB and the gain of 1.53μm~1.56μm I was able to be in uniform.

(実施例26) (Example 26)
以上の実施例では、TeO −ZnO−R O−Bi (Rはアルカリ元素)系ガラスに対するAl の利得特性に対する添加効果を述べた。 In the above embodiments, TeO 2 -ZnO-R 2 O -Bi 2 O 3 (R is an alkali element) described the addition effect on the gain characteristics of the Al 2 O 3 with respect to glass. しかし、Al の添加効果はこれらのガラス系に対してのみ有効であるのみならず、TeO 、Al 以外の組成によらず、TeO −WO 系などの他のテルライトガラス系(例えば、TeO −WO −La −Bi 系ガラスに対しても広帯域・利得平坦型EDFAを実現するために有効であることを確認した。 However, the addition effect of Al 2 O 3 is not only valid only for these glass systems, irrespective of the composition other than TeO 2, Al 2 O 3, other ethers such as TeO 2 -WO 3 system light glass system (e.g., it was confirmed to be effective to achieve a broadband and flat gain type EDFA against TeO 2 -WO 3 -La 2 O 3 -Bi 2 O 3 based glass.

以下、5元系のガラスについてさらに検討する。 Hereinafter, further consider the quinary glass.

(実施例27) (Example 27)
TeO −ZnO−Li O−Na O−Bi の5元系ガラスにおいて、TeO =75モル%、Bi =5モル%に固定した場合と、TeO =80モル%、Bi =5モル%に固定した場合で、その他の組成を変えて100個のガラスを作成した。 In quinary glass TeO 2 -ZnO-Li 2 O- Na 2 O-Bi 2 O 3, TeO 2 = 75 mol%, and when fixed to the Bi 2 O 3 = 5 mol%, TeO 2 = 80 mol %, in case of fixing the Bi 2 O 3 = 5 mol% to prepare a 100 glass by changing the other compositions. これらのガラスの一をめのう乳鉢で粉々にしたパウダー30mgのサンプルを金メッキされた銀製シール容器に充填し、アルゴンガス雰囲気中、昇温速度10℃/分でDSC測定を行った。 Filling one of these glasses to silver seal containers gold sample powder 30mg was shattered in an agate mortar in an argon gas atmosphere, a DSC measurement at a heating rate of 10 ° C. / min were performed. その結果、図27および図28に見られるB領域でTx−Tgが120℃以上の安定なガラスが得られた。 As a result, Tx-Tg was obtained 120 ° C. or more stable glass in B region found in FIGS. 27 and 28. このような熱的に安定なガラスを用いてファイバを大量に生産することができ、低価格化を実現することができる。 Such thermally can be produced in large quantities fiber using a stable glass, it is possible to realize a cost reduction. そこで、図27のA(ファイバ最適領域)の領域から選んだTeO (75モル%)−ZnO(5モル%)−Li O(12モル%)−Na O(3モル%)−Bi (5モル%)ガラスをコア材料にしてErを2000ppm添加し、TeO (75モル%)−ZnO(2モル%)−Li O(15モル%)−Na O(3モル%)−Bi (5モル%)ガラスをクラッド材とし、カットオフ波長1.1μm、コアクラッド比屈折率差1.6%のファイバを形成し、これを増幅媒体とした。 Therefore, TeO 2 (75 mol%) chosen from the area of the A (fiber optimum area) in FIG. 27 - ZnO (5 mole%) - Li 2 O (12 mole%) - Na 2 O (3 mol%) - Bi 2 O 3 (5 mol%) glass in the core material with Er added 2000ppm by, TeO 2 (75 mol%) - ZnO (2 mol%) - Li 2 O (15 mole%) - Na 2 O (3 mol %) - Bi 2 O 3 ( 5 mol%) was glass and cladding material, the cutoff wavelength 1.1 .mu.m, to form a core-cladding relative refractive index difference of 1.6% of the fiber, and the amplifying medium so. 1.2μmにおけるファイバ損失は0.015dB/mであった。 Fiber loss at 1.2μm was 0.015 dB / m. このファイバを3m用いて光増幅器を構成し、増幅実験を行った。 The fiber constitutes the optical amplifier using 3m, amplification was carried out experiments.

増幅実験では、励起波長は前方が0.98μm、後方が1.48μmの双方向励起を採用した。 In amplification experiments, the excitation wavelength is front 0.98 .mu.m, the rear adopted the two-way excitation of 1.48 .mu.m. 信号光源として1.5μmから1.7μm帯の波長可変レーザを用いた。 1.5μm using wavelength tunable laser 1.7μm band from a signal source. 増幅実験の結果、1530〜1610nmの80nm帯で20dB以上の小信号利得が得られた。 Results of amplification experiments, more than small signal gain 20dB was obtained at 80nm band 1530~1610Nm. このとき、雑音指数は5dB以下であった。 At this time, the noise figure was 5dB below. また、図28(ファイバ可能領域)の領域から選んだTeO (80モル%)−ZnO(6モル%)−Li O(4モル%)−Na O(5モル%)−Bi (5モル%)ガラスをコア材にしてErを2000ppm添加し、TeO (80モル%)−ZnO(2モル%)−Li O(6モル%)−Na O(7モル%)−Bi (5モル%)ガラスをクラッド材とし、カットオフ波長1.1μm、コアクラッド比屈折率差1.5%のファイバを形成し、これを増幅媒体とした。 Further, FIG. 28 TeO selected from the region of the (fiber region) 2 (80 mol%) - ZnO (6 mol%) - Li 2 O (4 mol%) - Na 2 O (5 mol%) - Bi 2 O 3 (5 mol%) glass core material with Er added 2000ppm by, TeO 2 (80 mol%) - ZnO (2 mol%) - Li 2 O (6 mole%) - Na 2 O (7 mol%) -Bi 2 O 3 (5 mol%) was glass and cladding material, the cutoff wavelength 1.1 .mu.m, to form a core-cladding relative refractive index difference of 1.5% fiber, it was amplified medium this. 1.2μmにおけるファイバ損失は0.07dB/mであった。 Fiber loss at 1.2μm was 0.07 dB / m. このファイバを3m用いて光増幅器を構成し、同様に増幅実験を行った。 The fiber constitutes the optical amplifier using 3m, was subjected to the same amplification experiment. その結果、1520〜1620nmの80nm帯域で、20dB以上の小信号利得が得られた。 As a result, 80nm band 1520~1620Nm, was obtained more small signal gain 20 dB. このとき、雑音指数は4dBであった。 At this time, the noise index was 4dB. 以上からBの領域のガラスからでも問題なく、実用的な広帯域EDFAができることが示された。 Without problems from the glass in the region of B from above, it can be practical broadband EDFA showed.

(実施例28) (Example 28)
実施例27と同様のファイバを15m用いて光増幅器を構成し、増幅実験を行った。 The same fiber as in Example 27 to form an optical amplifier using 15 m, was subjected to an amplification experiment. 励起波長は前方後方とも1.48μmの双方向励起を採用した。 Excitation wavelength has adopted a two-way excitation of 1.48μm both forward and backward. 信号光源として1.5μmから1.7μm帯の波長可変DFBレーザを使用した。 Using a tunable DFB laser 1.7μm band from 1.5μm as a signal source. 増幅実験の結果、特に1560〜1630nmの70nm帯域で、20dB以上の小信号利得が得られた。 Amplification experiments, especially in the 70nm band of 1560~1630Nm, was obtained more small signal gain 20 dB. このとき、雑音指数は5dB以下であった。 At this time, the noise figure was 5dB below.

(実施例29) (Example 29)
実施例27と同様のファイバを15m用いてレーザを構成した。 The same fiber as in Example 27 to constitute a laser using 15 m. キャビティは全反射ミラーと1625nmで3%の反射率を持つファイバブラッググレーティングを用いて構成した。 Cavity constituted by using fiber Bragg grating having a reflectivity of 3% total reflection mirror and 1625 nm. 励起波長は前方後方とも1.48μmの双方向励起を採用した。 Excitation wavelength has adopted a two-way excitation of 1.48μm both forward and backward. 入射励起強度が300mWのとき、これまで石英ファイバやフッ化物ファイバで得ることのできなかった1625nmにおける150mWの高出力が得られた。 When the incident excitation intensity of 300 mW, high power 150mW at 1625nm which could not be obtained by the silica fiber and fluoride fiber was obtained heretofore.

(実施例30) (Example 30)
TeO −ZnO−Li O−Al −Bi の5元系ガラスにおいて、Al =2モル%、Li O=12モルに固定し、その他の組成を変えて50個のガラスを作製した。 In TeO 2 -ZnO-Li 2 5-element glass O-Al 2 O 3 -Bi 2 O 3, Al 2 O 3 = 2 mol%, fixed to the Li 2 O = 12 mole, changing the other compositions It was produced 50 pieces of glass. これらのガラスの一部をめのう乳鉢で粉々にしたパウダー30mgのサンプルを銀製金メッキのシール容器に充填し、アルゴンガス雰囲気中、昇温速度10℃/分でDSC測定を行った。 Samples of powder 30mg were some of these glass shattered in an agate mortar and filled in a sealed container silver gilding, in an argon gas atmosphere, a DSC measurement at a heating rate of 10 ° C. / min were performed. その結果、図29に見られるAの領域でTx−Tgが120℃以上の安定なガラスが得られた。 As a result, Tx-Tg was obtained 120 ° C. or more stable glass in the region of A seen in Figure 29. このような熱的に安定なガラスを用いてファイバを作製すれば、0.1dB/m以下の低損失化が実現できる。 If making a fiber by using such a thermally stable glass can be realized following low loss 0.1 dB / m. また、Al の添加の効果から、誘導放出断面積が広がることにより、EDFAの増幅帯域を広げることができる。 Moreover, the effect of addition of Al 2 O 3, by spreading stimulated emission cross section, it is possible to widen the amplification band of EDFA. そこで、図29の領域から選んだTeO (82モル%)−ZnO(1モル%)−Li O(12モル%−Al (2モル%)−Bi (3モル%)ガラスをコア材にしてErを2000ppm添加し、TeO (75モル%)−ZnO(3モル%)−Li O(18モル%)−Bi (4モル%)ガラスをクラッド材とし、カットオフ波長1.1μm、コアクラッド比屈折率差1.6%のファイバを形成し、これを増幅媒体とした。1.2μmにおけるファイバ損失は0.07dB/mであった。このファイバを3m用いて光増幅器を構成し、増幅実験を行った。 Therefore, TeO 2 (82 mol%) chosen from the region of Figure 29 - ZnO (1 mole%) - Li 2 O (12 mole% -Al 2 O 3 (2 mol%) - Bi 2 O 3 ( 3 mol% ) glass was 2000ppm added Er in the core material, TeO 2 (75 mol%) - ZnO (3 mol%) - Li 2 O (18 mole%) - Bi 2 O 3 ( 4 mol%) glass cladding material and then, cut-off wavelength 1.1 .mu.m, to form a core-cladding relative refractive index difference of 1.6% of the fiber, the fiber loss in .1.2μm that the amplifying medium of which was 0.07 dB / m. the fibers the form an optical amplifier using 3m, amplification was carried out experiments.

励起波長は前方が0.98μm、後方が1.48μmの双方向励起を採用した。 The excitation wavelength front 0.98 .mu.m, the rear adopted the two-way excitation of 1.48 .mu.m. 信号光源として1.5μmから1.7μm帯の波長可変レーザを使用した。 Using a tunable laser 1.7μm band from 1.5μm as a signal source. 増幅実験の結果、1530〜1610nmの80nm帯領域で、20dB以上の小信号利得が得られた。 Amplification experiments, in 80nm band region of 1530~1610Nm, was obtained more small signal gain 20 dB. このとき、雑音指数は5dB以下であった。 At this time, the noise figure was 5dB below.

(実施例31) (Example 31)
実施例30と同様のファイバを4m用いて波長可変リングレーザを構成した。 The same fiber as in Example 30 to constitute a wavelength tunable ring laser using 4m. フィルタは1.5μmから1.7μm帯の波長可変フィルタを用いた。 Filter using a wavelength tunable filter of 1.7μm band from 1.5μm. 励起波長は前方後方とも1.48μmの双方向励起を採用した。 Excitation wavelength has adopted a two-way excitation of 1.48μm both forward and backward. 入射励起強度が300mWのとき、これまで石英ファイバやフッ化物ファイバで得ることのできなかった1500〜1635nmの135nm帯域において5mW以上の広帯域レーザ特性を観測した。 When the incident excitation intensity of 300 mW, was observed broadband laser characteristics than 5mW at 135nm band 1500~1635nm which could not be obtained by the silica fiber and fluoride fiber far.

(実施例32) (Example 32)
TeO (79.5−xモル%)−ZnO(14.5モル%)−Na O(6モル%)−Bi (xモル%)(x=4、4.2、5.4、6.8、7)ガラスをコア材にしてErを500ppm添加し、TeO (75モル%)−ZnO(19モル%)−Na O(5モル%)−Bi (2.5モル%)ガラスをクラッド材とし、カットオフ波長1.1μm、コアクラッド比屈折率差1.3〜2.2%のファイバをそれぞれ長さ800mのものを5本作製した。 TeO 2 (79.5-x mol%) - ZnO (14.5 mole%) - Na 2 O (6 mole%) - Bi 2 O 3 ( x mol%) (x = 4,4.2,5. 4,6.8,7) glass was 500ppm added Er in the core material, TeO 2 (75 mol%) - ZnO (19 mole%) - Na 2 O (5 mole%) - Bi 2 O 3 ( 2 .5 mol%) glass and clad material, cut-off wavelength 1.1 .mu.m, respectively a length of 800m core clad relative refractive index difference from 1.3 to 2.2% of the fiber produced five. x=4および7モル%のファイバでは散乱点(結晶などの異物により、光が散乱され、損失が著しく増大する点)の間隔が15m以下であり、散乱点を含まない部分の1.2μmにおけるファイバ損失は0.07dB/mであった。 Scattering point is x = 4 and 7 mol% of the fiber (by foreign matter such as crystals, the light is scattered, that loss increases significantly) interval is not more than 15 m, at 1.2μm of the portion not including the scattering point fiber loss was 0.07 dB / m. 一方、x=4.2、5.4、6.8モル%のファイバでは散乱点の間隔が100m以上であり、散乱点を含まない部分の1.2μmにおけるファイバ損失は0.02dB/km以下であった。 On the other hand, x = 4.2,5.4,6.8 interval scattering points in mole% of the fiber is not less 100m or more, the fiber loss at 1.2μm of the portion not containing the scattering point 0.02 dB / miles or less Met. EDFAを構成する上でファイバ長は10m前後必要である。 Fiber length in configuring the EDFA are needed before and after 10 m. x=4および7モル%のファイバでは800mのファイバから10mのファイバが20本以下しか採れなかったのに対し、x=4.2、5.4、6.8モル%のファイバでは800mから10mのファイバが70本以上採れ、飛躍的に歩留まり率が向上した。 x = 4 and to the 800m fiber is 7 mole% of the fiber of the fiber of 10m is not caught only twenty or less, x = 4.2,5.4,6.8 10m from 800m in mole% of fiber Taking fiber is more than 70 present, dramatically yield rate is improved.

以下の実施例33〜40では、前述のようなテルライト光ファイバの特性を鑑み、これまでのテルライトEDFAの波長分散特性を改善した低波長分散特性を有するテルライトEDFAを説明する。 In the following Examples 33 to 40, in view of the characteristics of the tellurite optical fiber as described above will be described tellurite EDFA having a low wavelength dispersion characteristic which has improved wavelength dispersion characteristics of tellurite EDFA far.

テルライトガラスを増幅媒体として用いた光増幅器において、増幅媒体であるテルライトEDFAの前方または後方にテルライトEDFAの持つ波長分散値とは異符号の波長分散値によって分散を補償する分散媒体を挿入した構造を取ることを最も主要な特徴とする。 In the optical amplifier using the tellurite glass as an amplifying medium, the wavelength dispersion value with the front or rear of tellurite EDFA tellurite EDFA is an amplification medium and was inserted a dispersion medium for compensating dispersion by the wavelength dispersion values ​​of opposite sign structure the most important feature to take. 波長分散を制御する媒体としては、光ファイバやファイバ・ブラッグ・グレーティング等がある。 The medium to control the wavelength dispersion, there is an optical fiber or a fiber Bragg grating or the like.

従来のテルライトEDFAでは、テルライトEDFAの波長分散を補償する媒体を具備していないため、光増幅器内の波長分散が大きくなり、その結果、高速光信号の増幅を行うとエラーレートが上がってしまうという問題があった。 In conventional tellurite EDFA, since not provided a medium for compensating the chromatic dispersion of tellurite EDFA, the wavelength dispersion in the optical amplifier is increased, as a result, will up the error rate when the amplification of the high-speed optical signal there was a problem. これに対して、以下の実施例の構造を取ることにより増幅器内の波長分散値を下げることができ、高速光信号の増幅を行っても、エラーレートが上がることはなく、通信の品質は保つことができる。 In contrast, it is possible to reduce the chromatic dispersion value in the amplifier by taking the structure of the following examples, even if the amplification of the high-speed optical signal, rather than the error rate increases, the quality of communication keeps be able to.

(実施例33) (Example 33)
図30は、本発明に係る光増幅器の一構成例を示す図である。 Figure 30 is a diagram showing a configuration example of an optical amplifier according to the present invention. 図に示した光増幅器では、光信号は左側から入射して右側に出射する構成になっている。 In the optical amplifier shown in the figure, the optical signal has a structure that emits the right enters from the left. 入射信号光は、光アイソレータ201aを通過した後、光カップラ203により励起光源202からの励起光と合波される。 Incident signal light passes through the optical isolator 201a, are multiplexed with pumping light from the pumping light source 202 by an optical coupler 203. 励起光と合波された信号光は、分散媒質204を透過し、増幅用光ファイバ205に入射されて増幅される。 Excitation light and the combined signal light, the dispersion medium 204 transmits, is amplified is incident to the amplification optical fiber 205. 光ファイバ205にて増幅された信号光は、光アイソレータ201bを通過し出力される。 The signal light amplified by the optical fiber 205 is passed through the optical isolator 201b output.

本実施例の光増幅器では、信号波長を1.55μmとし、励起光源202として発振波長が1.48μmの半導体レーザを用いた。 In the optical amplifier of this embodiment, the signal wavelength is 1.55 .mu.m, the oscillation wavelength as an excitation light source 202 is a semiconductor laser of 1.48 .mu.m. また、増幅用光ファイバ205としては、Erのコア中への添加濃度が200ppm、カットオフ波長が1.3μm、コア/クラッド間の光屈折率差(Δh)が1.4%であり、ファイバ長を10mとしたテルライト光ファイバを使用した。 As the amplification optical fiber 205, a 1.4% refractive index difference (Delta] h) is between doping concentration into the core 200 ppm, a cutoff wavelength of 1.3 .mu.m, a core / clad Er, fiber the length was using the tellurite optical fiber that was 10m. この光ファイバ205の1.55μmでの波長分散値は、−1.3ps/nmであった。 Wavelength dispersion value at 1.55μm of the optical fiber 205 was -1.3ps / nm. また、分散媒質204としては、1.55μmでの波長分散値が17ps/km/nmの1.3μm零分散石英単一モード光ファイバ(いわゆるスタンダード単一モード光ファイバ)を使用した。 As the dispersion medium 204, the wavelength dispersion value at 1.55μm was used 17ps / km / nm of 1.3μm zero dispersion quartz single-mode optical fiber (the so-called standard single mode optical fiber). この単一モード光ファイバの長さは、76mであった。 The length of the single mode optical fiber was 76m.

この構成において、分散媒質204および増幅用光ファイバ205全体の波長分散を測定したところ、0.1ps/nm以下の値であった。 In this configuration, the measured wavelength dispersion of the entire dispersion medium 204 and the amplification optical fiber 205, had the following values ​​0.1 ps / nm.

このような光増幅器を用いて、波長1.55μmの40Gbit/sの高速光信号を増幅したところ、波長分散に起因するパルス波長のひずみは観測されなかった。 Using such an optical amplifier, it was amplified with high-speed optical signal of wavelength 1.55 .mu.m 40 Gbit / s, strain of the pulse wave caused by the chromatic dispersion was not observed. 従って、この構成の光増幅器を、ブースターアンプ、中継増幅器、またはプリアンプとして、高速光通信システムの中で用いても、通信の品質を著しく劣化することなく使用できることがわかった。 Accordingly, the optical amplifier of this configuration, a booster amplifier, as a relay amplifier or preamplifiers, be used in a high-speed optical communication system, it was able to be used without significantly degrading the quality of the communication. これに対して、比較のために、分散媒質204を挿入しないで、波長1.55μmの40Gbit/sの高速パルスの増幅を行ったところ、パルス波形のひずみが観測され、高速光通信システムに応用することが困難なことがわかった。 In contrast, for comparison, without inserting a dispersion medium 204, was subjected to amplification of the high-speed pulse of 40 Gbit / s wavelengths 1.55 .mu.m, distortion of the pulse waveform is observed, it applied to a high-speed optical communication system it was found to be difficult to.

本実施例では、分散媒質204を光カップラ203と増幅用のEr添加テルライト光ファイバ205の間に設置したが、設置場所はここに限定されることはない。 In this embodiment, although established the dispersion medium 204 between the optical coupler 203 and the amplification of the Er-doped tellurite optical fiber 205, the installation location is not limited here. 例えば、光アイソレータ201aの前段、光アイソレータ201aと光カップラ203との間、増幅用光ファイバ205と光アイソレータ201bとの間、または光アイソレータ201bの後段であっても良い。 For example, the previous stage of the optical isolator 201a, between the optical isolator 201a and the optical coupler 203, between the amplification optical fiber 205 and the optical isolator 201b, or a subsequent stage of the optical isolator 201b,.

また、本実施例では、分散媒質204として、スタンダード単一モード光ファイバを用いたが、これに限定されることはなく、テルライト光ファイバ205の波長分散と異符号の波長分散値を持つ光ファイバであれば、使用することができる。 Further, in this embodiment, as the dispersion medium 204 has used standard single-mode optical fiber, it is not limited thereto, the optical fiber having a wavelength dispersion value of the chromatic dispersion and opposite sign of the tellurite optical fiber 205 if, can be used.

また、分散媒質204として、光ファイバに限らず、チャープト・ファイバ・グレーティング(KOHill CLEO/PACIFIC RIM SHORT COURSE '97“Photosensitivity and Bragg Gratings in Optical Waveguide”)を、用いても良い。 Further, as the dispersion medium 204 is not limited to optical fiber, a chirped fiber grating (KOHill CLEO / PACIFIC RIM SHORT COURSE '97 "Photosensitivity and Bragg Gratings in Optical Waveguide"), may be used.

なお、以上の説明では、分散媒質204を増幅用光ファイバ205の前後のいずれか一箇所に挿入するとしたが、分散媒質204の設置構成はこれに限定されるものではない。 In the above description, was to insert the dispersion medium 204 in any one position of the front and rear of the amplification optical fiber 205, the installation configuration of the dispersion medium 204 is not limited thereto. つまり、分散媒質204として光ファイバを用いる場合、光ファイバを分断して増幅用光ファイバ205の前後の適当な位置に設置しても良いし、また複数の異なる特性を持つ光ファイバを適当な位置に設置しても良い。 That is, when an optical fiber is used as a dispersion medium 204, also may be installed in a suitable position before and after the divided optical fiber amplification optical fiber 205, also a proper position an optical fiber having a plurality of different properties it may be installed to. また、光ファイバとチャープト・ファイバ・グレーティングとを、それぞれ複数個併用しても良い。 Further, the optical fiber and chirped fiber gratings may be respectively plural combination.

(実施例34) (Example 34)
本実施例では、図30における増幅用光ファイバ205として、コア中にPr(プラセオジム)が500ppm添加され、カットオフ波長が1.0μm、Δnが1.4%であり、ファイバ長を15mとしたテルライト光ファイバを用いた。 In this embodiment, as the amplification optical fiber 205 in FIG. 30, Pr (praseodymium) was added 500ppm in the core, a 1.4% cutoff wavelength is 1.0 .mu.m, [Delta] n is the fiber length was 15m using the tellurite optical fiber. また、励起光源2として、Nd(ネオジム)添加YLFレーザを用いた。 Further, as an excitation light source 2, with Nd (neodymium) added YLF laser. さらに、分散媒質4として、チャープト・ファイバ・グレーティングを用いた。 Further, as a dispersion medium 4, using chirped fiber gratings.

このとき、テルライト光ファイバの1.31μmでの波長分散は、−3.15ps/nmあった。 In this case, the wavelength dispersion at 1.31μm of tellurite optical fiber was -3.15ps / nm. そこで、チャープト・ファイバ・グレーティングの波長分散値を3.15ps/nmに設定し、この構成の増幅器により1.31μmの波長の高速光信号の増幅を行った。 Therefore, by setting the wavelength dispersion value of the chirped fiber grating in 3.15ps / nm, it was amplified high-speed optical signal having a wavelength of 1.31μm by the amplifier of this configuration.

その結果、波長1.31μmの40Gbit/sの高速光信号を増幅した場合でも波長分散によるパルス波形のひずみは観測されず高速光通信システムへの応用が可能であることが確認された。 As a result, it was confirmed distortion of the pulse waveform due to wavelength dispersion even when amplifying the high-speed optical signal of 40 Gbit / s wavelengths 1.31μm is can be applied to Not observed high-speed optical communication system. これに対して、比較例として、分散媒質4を用いない増幅器構成の場合では、高速光信号を増幅すると、パルス波形のひずみが起こり、高速光通信システムの応用は困難であった。 In contrast, as a comparative example, in the case of an amplifier arrangement which does not use the dispersion medium 4, the amplified high-speed optical signal, distortion of the pulse waveform occurs, application of high-speed optical communication systems has been difficult.

(実施例35) (Example 35)
本実施例では、増幅用光ファイバ205として、TeO −ZnO−M O−Bi 系ガラス(ここで、Mは1種類以上のアルカリ元素)を母材とし、コアにEr,Pr、Tm(1.48μmまたは1.65μm帯増幅用)、またはNd(1.06μmまたは1.33μm帯増幅用)を添加して構成した光ファイバを用いた。 In this embodiment, as the amplification optical fiber 205, TeO 2 -ZnO-M 2 O-Bi 2 O 3 based glass (where, M is one or more alkali elements) to the base material, Er in the core, Pr It was used Tm (1.48 .mu.m or 1.65μm band for amplification), or Nd optical fiber constituted by adding (1.06 .mu.m or 1.33μm band for amplification). 分散媒質204として、石英光ファイバまたはチャープト・ファイバ・グレーティングを用い、上記光ファイバの波長分散、特に、各希土類元素の増幅波長での波長分散を補償して、高速光パルスの増幅を行ったところ、分散媒質204のないときに起こっていた光パルス波形のひずみは抑えられ、高速光通信システム中で使用できることが確認できた。 Where the dispersion medium 204, a quartz optical fiber, or chirped fiber grating, the wavelength dispersion of the optical fiber, in particular, to compensate for the chromatic dispersion in the amplification wavelength of the rare earth elements, was amplified high speed optical pulse strain of the optical pulse waveform was happening in the absence of dispersion medium 204 is suppressed, it was confirmed that can be used in high-speed optical communication system.

(実施例36) (Example 36)
本実施例では、増幅用光ファイバ205として、上記TeO −ZnO−Na O−Bi の組成(55≦TeO ≦90,0≦ZnO≦35,0≦Na O≦35,0<Bi ≦20、単位モル%)のガラスを母材とし、コアにEr,Pr,TmまたはNdを添加して構成した光ファイバを用いた。 In this embodiment, as the amplification optical fiber 205, the TeO 2 composition -ZnO-Na 2 O-Bi 2 O 3 (55 ≦ TeO 2 ≦ 90,0 ≦ ZnO ≦ 35,0 ≦ Na 2 O ≦ 35, 0 <Bi 2 O 3 ≦ 20 , the glass of the unit mol%) as a base material, using an optical fiber constituted by adding Er, Pr, and Tm or Nd in the core. また、分散媒質204として、石英光ファイバまたはチャープト・ファイバ・グレーティングを用いて、各増幅波長での波長分散を補償して、高速光パルスの増幅を行ったところ、分散媒質204のないときに起こっていた光パルス波形のひずみは抑えられ、高速光通信システム中で使用できることが確認できた。 Further, as a dispersion medium 204, a quartz optical fiber, or chirped fiber grating compensates for the wavelength dispersion of each amplification wavelength where, was amplified high-speed optical pulse, occurring in the absence of dispersion medium 204 and distortion of the optical pulse waveform has is suppressed, it was confirmed that can be used in high-speed optical communication system.

(実施例37) (Example 37)
本実施例では、増幅用光ファイバ205として、上記TeO −ZnO−Li O−Bi の組成(55≦TeO ≦90,0≦ZnO≦25,0≦Li O≦25,0<Bi ≦20、単位モル%)のガラスを母材とし、コアにEr,Pr,TmまたはNdを添加して構成した光ファイバを用いた。 In this embodiment, as the amplification optical fiber 205, the TeO 2 -ZnO-Li 2 O- Bi 2 O 3 composition (55 ≦ TeO 2 ≦ 90,0 ≦ ZnO ≦ 25,0 ≦ Li 2 O ≦ 25, 0 <Bi 2 O 3 ≦ 20 , the glass of the unit mol%) as a base material, using an optical fiber constituted by adding Er, Pr, and Tm or Nd in the core. 分散媒質204として、光ファイバまたはチャープト・ファイバ・グレーティングを用いて、各増幅波長での波長分散を補償して、高速光パルスの増幅を行ったところ、分散媒質204のないときに起こっていた光パルス波形のひずみは抑えられ、高速光通信システム中で使用できることが確認できた。 As the dispersion medium 204, using an optical fiber or chirped fiber grating compensates for the wavelength dispersion of each amplification wavelength was subjected to amplification of high speed optical pulse, the light was happening in the absence of dispersion medium 204 pulse waveform distortion is suppressed, it was confirmed that can be used in high-speed optical communication system.

また、増幅用光ファイバ5として、TeO −ZnO−M O−Bi −Al 系ガラス(ここで、Mは1種類以上のアルカリ元素)から構成した光ファイバを用いた場合でも、上記の効果を確認することができた。 Further, as the amplification optical fiber 5, TeO 2 -ZnO-M 2 O-Bi 2 O 3 -Al 2 O 3 based glass (where, M is one or more alkali elements) using an optical fiber which is composed of even if it was possible to confirm the effect of the above.

(実施例38) (Example 38)
本実施例は、前記実施例37におけるガラス系を母材とし、希土類元素も遷移金属元素も添加せずに構成したテルライト単一モード光ファイバ(カットオフ波長1.3μm、Δn1.4%、長さ1km)を用いて、ラマン増幅を行った。 This embodiment, the glass system in Example 37 as a base material, tellurite single mode optical fiber that is configured without even the addition also transition metal element rare-earth element (cutoff wavelength 1.3μm, Δn1.4%, the length is 1km) was performed using Raman amplification. 励起波長は1.48μmであり、1.5μm帯の光増幅を行った。 The excitation wavelength was 1.48 .mu.m, it was subjected to optical amplification of 1.5μm band.

このとき、テルライト単一モード光ファイバの信号波長での波長分散は、−130ps/nmであった。 In this case, the wavelength dispersion at the signal wavelength of tellurite single-mode optical fiber was -130ps / nm. 分散媒質204として、スタンダード石英単一モード光ファイバを用いた。 As the dispersion medium 204, using a standard quartz single mode optical fiber.

この分散媒質204をテルライト単一モード光ファイバ(増幅用光ファイバ)205の後段に配置して、光増幅を行った。 Place this dispersion medium 204 downstream of the tellurite single mode optical fiber (amplification optical fiber) 205, was optical amplification. この増幅用のスタンダード石英単一モード光ファイバ205を7.6kmの長さ使用したとき、(テルライト単一モード光ファイバの波長分散による)1.5μm帯の光パルスの波形ひずみを抑制することができた。 When using the length of the standard quartz single mode optical fiber 205 for the amplification 7.6km, it is possible to suppress the waveform distortion of the optical pulses of 1.5μm band (wavelength dispersion by the tellurite single-mode optical fiber) did it.

(実施例39) (Example 39)
本実施例では、Cr,Ni,またはTiを、前記実施例35,36の組成のテルライト光ファイバのコアに添加して構成した増幅用光ファイバ205を用いて、それぞれ、1.5μm帯,1.5μm帯,1μm帯の光増幅を行った。 In this embodiment, by using Cr, Ni, or Ti, the amplification optical fiber 205 constructed by adding the core of the tellurite optical fiber having the composition of Examples 35 and 36, respectively, 1.5 [mu] m band, 1 .5μm band, was optical amplification of 1μm band. 分散媒質204としてスタンダード石英単一モード光ファイバを前記増幅用光ファイバ205の後段に接続し、高速光パルスの増幅を行ったところ、光パルスの波形ひずみ無しに光増幅をすることができた。 Connect the dispersion medium 204 standard quartz single mode optical fiber downstream of the amplification optical fiber 205 was subjected to amplification of high speed optical pulse, it was possible to light amplification to the waveform distortion without the light pulses.

以上の実施例では、本発明における光導波路が光ファイバである場合について説明したが、本発明における光導波路は、光ファイバばかりでなく平面型光導波路をも含むものである。 In the above embodiments, an optical waveguide according to the present invention has been described an optical fiber, an optical waveguide according to the present invention is intended to include a planar optical waveguide as well as an optical fiber. 本発明において、光導波路が平面型光導波路の場合でも、前記各実施例にて確認したと同様の本発明の効果が、実現される。 In the present invention, the optical waveguide even if the planar optical waveguide, the effect of the invention similar was confirmed by the embodiments is realized.

以下、光導波路が平面型光導波路である場合の実施例を示す。 Hereinafter, an embodiment where the optical waveguide is a planar optical waveguide.

(実施例40) (Example 40)
本実施例では、TeO −ZnO−M O−Bi O系ガラス(ここで、Mは1種類以上のアルカリ元素)を母材とし、コアにErの添加された平面型光導波路を図30の光ファイバ205の代わりに用いて、増幅媒体とした。 In this embodiment, TeO 2 -ZnO-M 2 O -Bi 2 ( where, M is one or more alkali elements) O type glass was a base material, an added planar optical waveguide of Er in the core Figure 30 used in place of the optical fiber 205, and an amplifying medium. 分散媒質204として、光ファイバやファイバ・ブラッグ・グレーティングを用いて該光導波路の分散を補正した。 As the dispersion medium 204, to correct the dispersion of the optical waveguide using an optical fiber or a fiber Bragg grating. その結果、分散媒質204を用いない場合に比べ、パルス波形のひずみを小さくなるように1.5μm帯の光増幅をすることができた。 As a result, compared with the case of not using a dispersion medium 204 it could be a light amplification of 1.5μm band so as to reduce the distortion of the pulse waveform.

上記光導波路に添加したドーパントとしてPr,Tm,Nd,Ni,Ti,Crを用いた場合でも、パルス波形のひずみを小さく光増幅をすることができた。 As a dopant added to the optical waveguide Pr, Tm, Nd, Ni, Ti, even when using Cr, it was possible to reduce optical amplification distortion of the pulse waveform.

以上説明したように、テルライト光ファイバを増幅媒体として用いた光増幅器において、上記実施例33〜40の光増幅器構造を取ることにより、増幅媒体であるテルライトファイバ自体の持つ波長分散による光パルス波形のひずみの発生を抑えることができる。 As described above, in the optical amplifier using the tellurite optical fiber as an amplification medium, by taking an optical amplifier structure of Example 33 to 40, the optical pulse waveform due to wavelength dispersion having a tellurite fiber itself is an amplification medium it is possible to suppress the occurrence of a strain of.

以下の実施例41〜45では、従来のテルライトEDFAの増幅帯域を1.53μmより短波長側にかつ1.56μmより長波長側に拡大することを目的としている。 In the following Examples 41 to 45 are intended to expand the amplification bandwidth of a conventional tellurite EDFA in long-wavelength side of and 1.56μm on the short wavelength side of 1.53 .mu.m.

それを実現するため、以下の実施例では、Er添加テルライト光ファイバを、連結された少なくとも一つの光ファイバとして用い、該Er添加テルライト光ファイバの前段にそれよりも短尺(または、Er濃度およびファイバ長積の小さい)なEr添加テルライト光ファイバもしくは、異種素材をホストとするEr添加光ファイバを連結し、増幅媒体としている。 To realize it, the following examples, the Er-doped tellurite optical fiber is used as at least one optical fiber connected, the Er-doped tellurite optical fiber shorter than the preceding (or, Er concentration and fiber long small volume) of the Er-doped tellurite optical fiber or connecting the Er doped optical fiber to a heterologous material and host, and an amplifying medium. 異種素材としては、フッ化物ガラス(Er添加ZrF 系フッ化物ガラス又はInF 系フッ化物ガラス)や石英系ガラス,フツリン酸ガラス,リン酸ガラス,カルコゲナイトガラスが使用できる。 Heterologous material, fluoride glass (Er added ZrF 4 based fluoride glass or InF 3 based fluoride glass) or quartz glass, fluorophosphate glass, phosphate glass, chalcogenide glass can be used.

このような増幅器構造をとることにより、従来のテルライトEDFAよりも広い波長域で低雑音で動作できるEDFAを実現することができる。 By adopting such an amplifier structure, it is possible to realize an EDFA can operate with low noise in a wide wavelength range than the conventional tellurite EDFA.

(実施例41) (Example 41)
図31は、本発明に係る光増幅器の一構成例を示す図である。 Figure 31 is a diagram showing a configuration example of an optical amplifier according to the present invention. 図中、201a,201b,201cは光アイソレータであり、202a,202bは励起光を導入するための光カップラであり、203a,203bは励起光源であり、204,205は増幅用光ファイバである。 In the figure, 201a, 201b, 201c is an optical isolator, 202a, 202b is an optical coupler for introducing pump light, 203a, 203b are excitation light source, 204 and 205 is an amplification optical fiber.

本実施例では、増幅用光ファイバ204として、Erの濃度100ppmのAl(アルミニウム)添加石英光ファイバ(長さ25m,カットオフ波長1.2μm,濃度ファイバ長積2500m・ppm)を用いた。 In this embodiment, as the amplification optical fiber 204, with the concentration 100ppm of Er Al (aluminum) doped silica optical fiber (length 25 m, the cutoff wavelength 1.2 [mu] m, density fiber length product 2500 m · ppm). また、励起光源203aとして、発振波長1.48μmの半導体レーザを用いた。 Further, as an excitation light source 203a, a semiconductor laser with an oscillation wavelength of 1.48 .mu.m. さらに、増幅用光ファイバ205として、TeO −ZnO−Na O−Bi の組成(55≦TeO ≦90,0≦ZnO≦35,0≦Na O≦35,0<Bi ≦20、単位モル%)のガラスを母材とし、Er添加濃度500ppmで、カットオフ波長が1.3μm(濃度ファイバ長積6000m・ppm)で、長さを12mとしたテルライト光ファイバを用いた。 Furthermore, as the amplification optical fiber 205, TeO 2 -ZnO-Na 2 O-Bi composition 2 O 3 (55 ≦ TeO 2 ≦ 90,0 ≦ ZnO ≦ 35,0 ≦ Na 2 O ≦ 35,0 <Bi 2 O 3 ≦ 20, the glass of the unit mol%) as a base material, with Er doping concentration 500 ppm, a cutoff wavelength of 1.3 .mu.m (density fiber length product 6000 m · ppm), the length was 12m tellurite optical fiber Using. また、励起光源203bとして、発振波長1.48μmの半導体レーザを用いた。 Further, as an excitation light source 203b, a semiconductor laser with an oscillation wavelength of 1.48 .mu.m.

光源203aの励起光量を70mWとし、光源203bの励起光量を150mWとしたとき、波長1.525μmから1.610μmの85nmの帯域で20dB以上の利得および5dB以下の雑音指数を確認することができた。 The excitation intensity of the light source 203a and 70 mW, when the excitation light intensity of the light source 203b was 150 mW, it was possible to confirm the band more than 20dB gain and less noise figure 5dB of 85nm of 1.610μm wavelength 1.525μm .

このような広帯域で低雑音動作するEDFAは従来の構成では実現されていない。 EDFA for low noise operation in such a wide band has not been realized in the conventional configuration.

増幅用光ファイバ204を用いない場合は、1.54μmより短波長では、雑音指数は5dBより高く、1.525μmでは10dB以上の値となっており、また、20dB以上の利得は1.53μmから1.61μmの80nm帯でのみ得られた。 Without the amplification optical fiber 204, the wavelength shorter than 1.54 .mu.m, the noise figure is higher than 5 dB, and a value of more than 10dB in 1.525Myuemu, also, more gain 20dB from 1.53μm It was obtained only in the 80nm range of 1.61μm.

本実施例において、低雑音帯が短波長に伸び、結果としてEDFAの動作波長帯が拡がったのは、Er濃度ファイバ長積の小さな増幅用光ファイバをテルライト光ファイバの前段に配置し、高利得低雑音で1.525μmから1.54μmの波長を増幅した後、テルライト光ファイバの増幅を起こさせているためである。 In this embodiment, elongation low noise band in a short wavelength, as a result of the operating wavelength band of the EDFA is spread, place a small amplification optical fiber of Er concentration fiber length product in front of the tellurite optical fiber, high gain after amplifying the wavelength of 1.54μm from 1.525μm with low noise, because that to cause amplification of tellurite optical fiber.

つぎに、本実施例の一変形例について説明する。 Next, an modified example of the embodiment.

増幅用光ファイバ204として、Erの濃度1000ppmのAl(アルミニウム)添加石英光ファイバ(長さ12m,カットオフ波長1.2μm,濃度ファイバ長積12,000m・ppm、この積はエルビウム添加テルライトファイバのものよりも大きい)を用いた。 As amplification optical fiber 204, the concentration 1000ppm of Er Al (aluminum) doped silica optical fiber (length 12m, cutoff wavelength 1.2 [mu] m, density fiber length product 12,000 m · ppm, this product is an erbium-doped tellurite fiber using larger) than those of.

光源203aの励起光量を70mWとし、光源203bの励起光量を150mWとしたとき、波長1.535μmから1.610μmの75mmの帯域で20dB以上の利得および5dB以下の雑音指数を確認することができた。 The excitation light quantity of the light source 203a and 70 mW, when the excitation light intensity of the light source 203b and 150 mW, it was possible to check the noise figure of 20dB less than the gain and 5dB a band of 75mm of 1.610μm wavelength 1.535μm .

このような広帯域で低雑音動作するEDFAは従来の構成では実現されていない。 EDFA for low noise operation in such a wide band has not been realized in the conventional configuration.

(実施例42) (Example 42)
本実施例では、増幅用光ファイバ204として、Er濃度100ppmファイバ長3.5mのZrF 系フッ化物光ファイバ(カットオフ波長1.2μm,Er濃度ファイバ長積3500m・ppm)を用い、励起光源203として、発振波長1.48μmの半導体レーザを用いた。 In this embodiment, as the amplification optical fiber 204, using a ZrF 4 based fluoride optical fiber of Er concentration 100ppm fiber length 3.5 m (cut-off wavelength 1.2 [mu] m, Er concentration fiber length product 3500 m · ppm), excitation light source as 203, a semiconductor laser with an oscillation wavelength of 1.48 .mu.m. また、増幅用光ファイバ205として、上記TeO −ZnO−Li O−Bi の組成(55≦TeO ≦90,0≦ZnO≦25,0≦Li O≦25,0<Bi ≦20、単位モル%)のガラスを母材とし、Er添加濃度が500ppmで、長さ12m、カットオフ波長が1.3μm(Er濃度ファイバ長積6000m・ppm)のテルライト光ファイバを用いた。 Further, as the amplification optical fiber 205, the TeO 2 -ZnO-Li 2 O- Bi 2 Composition of O 3 (55 ≦ TeO 2 ≦ 90,0 ≦ ZnO ≦ 25,0 ≦ Li 2 O ≦ 25,0 <Bi 2 O 3 ≦ 20, the glass of the unit mol%) as a base material, with Er doping concentration 500 ppm, length 12m, cutoff wavelength of the tellurite optical fiber 1.3 .mu.m (Er concentration fiber length product 6000 m · ppm) Using. さらに、励起光源203bとして発振波長1.48μmの半導体レーザを用いた。 Further, a semiconductor laser with an oscillation wavelength of 1.48μm as an excitation light source 203b.

光源203aの励起光量を70mWとし、光源203bの励起光量を150mWとしたとき、波長1.525μmから1.610μmの85nmの帯域で20dB以上の利得および5dB以下の雑音指数を確認することができた。 The excitation intensity of the light source 203a and 70 mW, when the excitation light intensity of the light source 203b was 150 mW, it was possible to confirm the band more than 20dB gain and less noise figure 5dB of 85nm of 1.610μm wavelength 1.525μm . 増幅用光ファイバ304を用いない場合は、1.54μmより短波長では、雑音指数は5dBより高く、1.525μmでは10dB以上の値となっており、また、20dB以上の利得は1.53μmから1.61μmの80nm帯でしか得られなかった。 Without the amplification optical fiber 304, a wavelength shorter than 1.54 .mu.m, the noise figure is higher than 5 dB, and a value of more than 10dB in 1.525Myuemu, also, more gain 20dB from 1.53μm It was not only obtained in the 80nm range of 1.61μm.

(実施例43) (Example 43)
本実施例では、増幅用光ファイバ204,205とも上記TeO −ZnO−Na O−Bi の組成(55≦TeO ≦90,0≦ZnO≦35,0≦Na O≦35,0<Bi ≦20、単位モル%)のガラスを母材とし、Er添加濃度が500ppmで、カットオフ波長が1.3μmであるテルライト光ファイバを用いた。 In this embodiment, the composition of both the amplification optical fiber 204 and 205 above TeO 2 -ZnO-Na 2 O- Bi 2 O 3 (55 ≦ TeO 2 ≦ 90,0 ≦ ZnO ≦ 35,0 ≦ Na 2 O ≦ 35 , 0 <Bi 2 O 3 ≦ 20, the glass of the unit mol%) as a base material, with Er doping concentration 500 ppm, was used tellurite optical fiber cutoff wavelength of 1.3 .mu.m. 増幅用光ファイバ4ではファイバ長を3mとし、増幅用光ファイバ205ではファイバ長を12mとした。 Fiber length in the amplification optical fiber 4 and 3m, fiber length in the amplification optical fiber 205 was a 12m. 励起光源203aとしては、発振波長0.98μmの半導体レーザを用い、光源203bとしては、発振波長1.48μmの半導体レーザを用いた。 The excitation light source 203a, a semiconductor laser with an oscillation wavelength of 0.98 .mu.m, as the light source 203b, a semiconductor laser with an oscillation wavelength of 1.48 .mu.m.

光源203の励起光量を100mWとし、光源203bの励起光量を150mWとしたとき、波長1.525μmから1.610μmの85nmの帯域で20dB以上の利得および5dB以下の雑音指数を確認することができた。 The excitation light intensity of the light source 203 and 100 mW, when the excitation light intensity of the light source 203b was 150 mW, it was possible to confirm the band more than 20dB gain and less noise figure 5dB of 85nm of 1.610μm wavelength 1.525μm . 増幅用光ファイバ304を用いない場合は、1.54μmより短波長では、雑音指数は5dBより高く、1.525μmでは10dB以上の値となっており、また、20dB以上の利得は1.53μmから1.61μmの80nm帯でしか得られなかった。 Without the amplification optical fiber 304, a wavelength shorter than 1.54 .mu.m, the noise figure is higher than 5 dB, and a value of more than 10dB in 1.525Myuemu, also, more gain 20dB from 1.53μm It was not only obtained in the 80nm range of 1.61μm.

以上の実施例では、全て増幅用光ファイバ204,205をそれぞれ前方励起および後方励起としたが、励起法は特にこれらに限定されるものではなく、双方向励起を含めたいずれの励起法を取っても良い。 , Although all of the amplification optical fiber 204 and 205 was set to forward pumping and backward pumping, respectively, the excitation method is not specifically limited thereto, take any of the excitation methods including bidirectional pumping more embodiments and it may be.

(実施例44) (Example 44)
本実施例では、増幅用光ファイバ4としては、実施例41〜43のものを用い、増幅用光ファイバ205として、TeO −ZnO−M O−Bi −Al (Mは1種類以上のアルカリ元素)系ガラスを母材としたEr添加テルライト光ファイバ(Er濃度500ppm、長さ14m)を使用した。 In this embodiment, the amplification optical fiber 4, with that of Example 41 to 43, as the amplification optical fiber 205, TeO 2 -ZnO-M 2 O-Bi 2 O 3 -Al 2 O 3 (M It was used one or more alkali elements) based glass as a base material was Er-doped tellurite optical fiber (Er concentration 500 ppm, length 14m). この場合も、増幅用光ファイバ4を用いることにより、用いないときよりも低雑音な増幅帯域の拡大を確認することができた。 Again, by using the amplification optical fiber 4, it was possible to confirm the expansion of the low-noise amplification bandwidth than when not used.

(実施例45) (Example 45)
本実施例では、増幅用光ファイバ204として、Erが添加されたフツリン酸光ファイバ,リン酸光ファイバ,カルコゲナイト光ファイバを用いた。 In this embodiment, as the amplification optical fiber 204, using Er is fluorophosphate optical fiber that has been added, phosphate optical fiber, a chalcogenide optical fiber. 増幅用光ファイバ204のEr濃度ファイバ長積が、増幅用光ファイバ205のテルライト光ファイバより小さいとき、低雑音な増幅帯域の拡大を確認することができた。 Er concentration fiber length product of the amplification optical fiber 204, is smaller than the tellurite optical fiber of the amplification optical fiber 205, it was possible to confirm the expansion of the low-noise amplification bandwidth. つまり、増幅用光ファイバ204の素材は、本発明の効果を発現させるためには、大きな問題にはならず、Er濃度ファイバ長積が重要なパラメータとなる。 In other words, the material of the amplification optical fiber 204, to express the effects of the present invention is not a major problem, Er concentration fiber length product is a key parameter.

以上の実施例40〜44では、Er添加濃度ファイバ長積の異なる2つの光ファイバを増幅媒体としたが、3つ以上であっても良い。 In the above embodiments 40 to 44, although the two optical fiber amplifying medium having different Er doping concentration fiber length product, may be three or more. このとき、Er添加濃度光ファイバ長積の最小の光ファイバは最も後段以外はいずれの位置でも良いが、好ましくは最前段が良い。 In this case, the minimum optical fiber Er doping concentration optical fiber length product may be any but the most rear stage position, but preferably forefront good.

つぎに、非石英系光ファイバと石英系光ファイバとを、あるいはコア屈折率が互いに異なる非石英系光ファイバ同士を確実にかつ低損失、低反射で接続するための構造について説明する。 Next, a non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber, or reliably and low loss different non silica-based optical fibers between the core refractive index to each other, a description will be given of a structure for connecting with a low reflection.

図32は、本発明にもとづく非石英系光ファイバと石英系光ファイバとの接続部の構成を説明するための模式図である。 Figure 32 is a schematic view for explaining the configuration of the connection portion of the non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber according to the present invention. 図中、参照符号301は非石英系光ファイバ、302は石英系光ファイバ、303a,303bは、それぞれ非石英系光ファイバおよび石英系光ファイバ2の端部を保持する光ファイバ保持筐体、304aおよび304bは光ファイバ保持筐体303aおよび303bの接続端面、305は光学接着剤を示し、非石英系光ファイバ301および石英系光ファイバ302は、それぞれの接続端面304a,304bの垂直軸に対してそれぞれ異なる角度θ ,θ で保持される。 In the figure, reference numeral 301 is a non-silica-based optical fiber, 302 silica-based optical fiber, 303a, 303b, the optical fiber holding housing for holding an end portion of the non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber 2, respectively, 304a and 304b are connected end face of the optical fiber holding casing 303a and 303b, 305 denotes an optical adhesive, a non-silica-based optical fiber 301 and the silica-based optical fiber 302, each connection end face 304a, with respect to the vertical axis of the 304b different angles theta 1, is held in theta 2. この場合、非石英系光ファイバ301と石英系光ファイバ302間の低損失な接続は、角度θ ,θ [rad]が式(1)に示すスネルの公式を満足することにより実現できる。 In this case, low-loss connection between the non-silica-based optical fiber 301 and the silica-based optical fiber 302, the angle θ 1, θ 2 [rad] can be realized by satisfying the formula Snell shown in equation (1). また、非石英系光ファイバ301と石英系光ファイバ302の接続部における反射減衰量R およびR は、それぞれ、下記の式(5),(6)で表される。 Also, return loss R 1 and R 2 in the connecting portion of the non-silica-based optical fiber 301 and the silica-based optical fiber 302, respectively, the following equation (5), represented by (6).

(上式は文献[HM Presby, et. al, "Bevelled-microlensed taper connector s for laser and fiber back-reflections", Electron. Lett., vol.24, pp.1162-1163, 1988]による。)ここで、n UVは光学接着剤305の屈折率、λは信号波長(使用する波長)、ω ,ω は各々非石英系光ファイバ301と石英系光ファイバ302のモードフィールド半径を示す。 (The above equation is the literature [HM Presby, et. Al, "Bevelled-microlensed taper connector s for laser and fiber back-reflections", Electron. Lett., Vol.24, pp.1162-1163, 1988] due to.) Here in, n UV is the refractive index of the optical adhesive 305, lambda is the signal wavelength (wavelength to be used), ω 1, ω 2 respectively indicate the mode field radius of the non-silica-based optical fiber 301 and the silica-based optical fiber 302. 従って、上記(5),(6)式より、角度θ ,θ を調整することにより、所望の反射減衰量以上の低反射接続が実現できる。 Therefore, the (5) and (6), the angle theta 1, by adjusting the theta 2, the desired return loss more low reflection connection can be realized. 例えば、非石英系光ファイバ301(Zr系フッ化物ファイバ:コア屈折率1.55、In系フッ化物ファイバ:コア屈折率1.65、カルコゲナイド系ガラスファイバ(ガラス組成As−S):コア屈折率2.4、テルライトガラスファイバ:コア屈折率2.1)に対して所望の反射減衰量R を実現するために必要な角度θ 、および石英系光ファイバ302に対して所望の反射減衰量を実現するために必要な角度θ は、式(5)および(6)を変形した次の式(7)および(8)で計算できる。 For example, the non-silica-based optical fiber 301 (Zr-based fluoride fiber: Core refractive index 1.55, an In-based fluoride fiber: Core refractive index 1.65, chalcogenide glass fiber (glass composition As-S): Core refractive index 2.4, tellurite glass fiber: desired return loss with respect to the angle theta 1, and silica-based optical fiber 302 necessary to achieve the desired return loss R 1 with respect to the core refractive index 2.1) angle theta 2 required to achieve the amount can be calculated by equation (5) and the following equation obtained by modifying (6) (7) and (8).

光学接着剤5の屈折率n UVを1.5、信号波長λを1.3μm、非石英系光ファイバ1と石英系光ファイバ2のスポットサイズ(半径)ω ,ω を5μmとした場合、R =40dB、50dB、60dBおよびR =40dB、50dB、60dBを実現するためのθ およびθ を表1に示す。 1.5 the refractive index n UV optical adhesive 5, 1.3 .mu.m signal wavelength lambda, the spot size (radius) omega 1 of the non-silica-based optical fiber 1 and the silica-based optical fiber 2, when the omega 2 and 5μm shows R 1 = 40 dB, 50 dB, 60dB and R 2 = 40 dB, 50 dB, the theta 1 and theta 2 for implementing 60dB in Table 1. ここで、石英系光ファイバ2に対して、反射減衰量R =40dB、50dB、60dBを実現するために必要な角度θ が0となっているが、これは、光学接着剤の屈折率n UVが石英系光ファイバ2のコア屈折率と同じものを採用したためである。 Here, with respect to silica-based optical fiber 2, the return loss R 2 = 40 dB, 50 dB, has become the angle theta 2 0 required to achieve a 60 dB, which is the refractive index of the optical adhesive n is because UV has adopted the same as the core refractive index of silica-based optical fiber 2. この結果、例えば、テルライトガラス光ファイバと石英系光ファイバ間における低損失で反射減衰量50dBの接続は、θ を3.2[deg]、θ を4.5[deg]にすれば実現できる(θ の角度は式(1)より導出)。 As a result, for example, connection of return loss of 50dB with a low loss between the tellurite glass optical fiber and the silica-based optical fiber, the θ 1 3.2 [deg], if the the θ 2 4.5 [deg] can be achieved (theta 2 angles derived from the equation (1)).

以上説明したように、本発明にもとづく接続部は、 As described above, the connecting portion according to the present invention,
1)非石英系光ファイバと石英系光ファイバとの光軸が同一直線上になく、両者の光軸の関係がスネルの公式を満足する関係にあること、 1) the optical axis of the non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber is not on the same straight line, a relationship in which both the relationship between the optical axis satisfies the official Snell,
2)従来技術必要とされた反射防止用の誘電体膜を必要としないこと、 2) it does not require the prior art required dielectric film for antireflection,
3)非石英系光ファイバの光軸の光ファイバ保持筐体・接続端面の垂直軸に対する傾き角度と石英系光ファイバの光軸の光ファイバ保持筐体・接続端面の垂直軸に対する傾き角度が異なることによって従来のものと大きく異なる。 3) inclination angles different with respect to the vertical axis of the optical fiber holding housing-connecting end face of the optical axis of the tilt angle and the silica-based optical fiber with respect to the vertical axis of the optical fiber holding housing-connecting end face of the optical axis of the non-silica-based optical fiber significantly different from the conventional by.

なお、上記説明では、非石英系光ファイバ301あるいは石英系光ファイバ302の端部を保持する光ファイバ保持筐体303a,303bの接続端面304a,304bの間に光学接着剤305を介して接続していたが、図33に示すように、両接続端面を完全に密着させても良い。 In the above description, the non-silica-based optical fiber 301 or the optical fiber holding casing holding an end portion of the silica-based optical fiber 302 303a, 303b of the connecting end faces 304a, via the optical adhesive 305 between 304b connected which it was, but as shown in FIG. 33, may be completely adhered to both connection end faces. ただし、この場合、光ファイバ保持筐体303a,303bの固定はその両脇間を接着剤306により固定(以下の実施例では把持固定と呼ぶ)することとなる。 However, in this case, the optical fiber holding housing 303a, fixed 303b becomes that the between both sides of (referred to as gripping fixed in examples below) and fixed by an adhesive 306. また、この場合、式(5)ではu UVをn に、式(6)ではu UVをn に、式(7)および(8)ではu UVをそれぞれn およびn に変更することにより、非石英系光ファイバ1に対して反射減衰量R =40dB、50dB、60dBを実現するために必要な角度θ が計算できる。 In this case, equation (5), the u UV to n 2, changing equation u UV in (6) to n 1, formula (7) and u UV in (8), respectively n 2 and n 1 it allows the return loss R 1 = 40 dB with respect to the non-silica-based optical fiber 1, 50 dB, the angle theta 2 required to achieve a 60dB can be calculated.

また、上記では、非石英系光ファイバと石英系光ファイバの低損失・低反射接続について説明したが、本発明は異なるガラスから成る2本の非石英系ファイバ間の接続、例えば、カルコゲナイドガラスファイバとIn系フッ化物ファイバ間等、全ての組み合わせに関しても有効に作用する。 Further, in the above it has been described low loss, low reflection connection of the non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber, the present invention is connected between the non-silica-based fibers two of different glasses, for example, chalcogenide glass fiber and in-based inter fluoride fiber or the like, acts effectively also for all combinations.

(実施例46) (Example 46)
図34および35を用いてこの実施例を説明する。 This embodiment will be described with reference to FIGS. 34 and 35. 図34は接続部の上面図、図35は接続部の断面図である。 Figure 34 is a top view of the connecting portion, FIG. 35 is a sectional view of the connection portion. 参照符号301はEr添加テルライトガラス光ファイバ(ガラス組成はTeO −ZnO−Na O−Bi 、コア屈折率は2.1、モードフィールド半径は5μm、Er添加濃度は4000ppm、ファイバの被覆はUV樹脂)、2は石英系光ファイバ(コア屈折率は 1.5、モードフィールド半径は5μm、被覆はUV樹脂)、307aおよび307bはそれぞれ光ファイバ1および2の端部を保持するV溝型光ファイバ保持筐体であり、各光ファイバ301および302は、V溝基板8により位置決めされ、接着剤310と光ファイバ固定板309によりV溝型光ファイバ保持筐体307aおよび307bに固定した。 Reference numeral 301 Er-doped tellurite glass optical fiber (glass composition TeO 2 -ZnO-Na 2 O- Bi 2 O 3, the core refractive index is 2.1, mode field radius of 5 [mu] m, Er doping concentration 4000 ppm, fiber the coating UV resin), 2 silica-based optical fiber (core refractive index is 1.5, mode field radius of 5 [mu] m, the coating retains a UV resin), 307a and 307b are the ends of the optical fibers 1 and 2, respectively a V-groove type optical fiber holding housing, each optical fiber 301 and 302 are positioned by V grooves substrate 8, fixed to the V groove type optical fiber holding casing 307a and 307b by the adhesive 310 and the optical fiber fixing plate 309 did. ただし、V溝型光ファイバ保持筐体307a,307b、V溝基板308、光ファイバ固定板309の材質はパイレックスガラス製のものを使用した。 However, V groove type optical fiber holding housing 307a, 307b, V-groove substrate 308, the material of the optical fiber fixing plate 309 was made of Pyrex glass. さらに、311aおよび311bは、それぞれV溝型光ファイバ保持筐体307aおよび307bの接続端面、305は光学接着剤(本実施例ではエポキシ系のUV接着剤を使用した。屈折率1.5である。)を示し、Er添加テルライトガラス光ファイバ301および石英系光ファイバ302は、各々の接続端面311a,311bの垂直軸に対してθ =18[deg]、θ =25[deg]で保持した。 Furthermore, 311a and 311b are connected end faces of the V-groove type optical fiber holding casing 307a and 307b, respectively, 305 is a. A refractive index of 1.5 using UV epoxy adhesive is an optical adhesive (in this embodiment .) indicates, Er-doped tellurite glass optical fiber 301 and the silica-based optical fiber 302, each of the connection end faces 311a, θ 1 = 18 with respect to the vertical axis of 311b [deg], theta 2 = 25 in [deg] It was held. この接続により、Er添加テルライトガラス光ファイバ301と石英系光ファイバ302間を接続損失0.2dBで接続できた。 This connection could be connected between the Er-doped tellurite glass optical fiber 301 and the silica-based optical fiber 302 in connection loss 0.2 dB. ただし、接続損失は、Er添加テルライトガラス光ファイバ301のErイオンの吸収の無い、1.3μmで測定した。 However, connection loss is no absorption of Er ions in the Er-doped tellurite glass optical fiber 301 was measured at 1.3 .mu.m. 次に市販の反射減衰量測定器を使用し、波長1.3μmでの反射減衰量を測定した。 Then using a commercial return loss meter, to measure the return loss at a wavelength of 1.3 .mu.m. Er添加テルライトガラス光ファイバ301および石英系光ファイバ302側より測定した反射減衰量は、いずれもこの装置の測定限界である60dBを越える高性能な特性を示した。 Return loss measured from Er-doped tellurite glass optical fiber 301 and the silica-based optical fiber 302 side, all exhibited high performance characteristics exceeding 60dB is the measurement limit of the apparatus. また、Er添加テルライト光ファイバ1および石英系光ファイバ302の、それぞれの接続端面311aおよび311bの垂直軸に対する角度を、{θ =8[deg]、θ =11.2[deg]}および{θ =14[deg]、θ =20[deg]}にした場合においても、Er添加テルライトガラス光ファイバ301と石英系光ファイバ302間の接続損失0.2dB(測定波長1.3μm)、Er添加テルライトガラス光ファイバ301および石英系光ファイバ302側より測定した反射減衰量は、それぞれ測定限界の60dB以上であった。 Further, the Er-doped tellurite optical fiber 1 and the silica-based optical fiber 302, the angle relative to the vertical axis of the respective connection end faces 311a and 311b, {θ 1 = 8 [ deg], θ 2 = 11.2 [deg]} and {θ 1 = 14 [deg] , θ 2 = 20 [deg]} in case of the even connection loss 0.2dB between the Er-doped tellurite glass optical fiber 301 and the silica-based optical fiber 302 (measurement wavelength 1.3μm ), return loss as measured from the Er-doped tellurite glass optical fiber 301 and the silica-based optical fiber 302 side, was more than 60dB, respectively measurement limit.

上述した角度θ ,θ の値からわかるように、sinθ /sinθ の値は必ずしも厳密にはn /n の値と一致しない。 Above angle theta 1, as can be seen from theta 2 values, the values of sinθ 1 / sinθ 2 does not match the value of n 2 / n 1 is necessarily exact. これは実際には光ファイバのコアの等価屈折率に影響されるためである。 This is because in practice being affected by the equivalent refractive index of the core of the optical fiber. 実用上の問題ではsinθ /sinθ の値はn /n の±10%の範囲内であればよい。 Practical values of sinθ 1 / sinθ 2 in issue may be within the range of ± 10% of n 2 / n 1.

ただし、Er添加テルライトガラス光ファイバ301および石英系光ファイバ302の、各々の接続端面311aおよび311bの垂直軸に対する角度を、{θ =5[deg]、θ =7[deg]}にした場合、Er添加テルライトガラス光ファイバ1と石英系ファイバ2間を接続損失は0.2dB(測定波長1.3μm)、石英系光ファイバ2側より測定した反射減衰量は60dB以上であったが、Er添加テルライトガラス光ファイバ1側より測定した反射減衰量は55dBであり、この結果、sinθ /sinθ の値がn /n の値に対して上述した範囲内であっても、Er添加テルライトガラス光ファイバと石英系光ファイバを低損失、かつ両方向に対して低反射(反射減衰量60dB以上)で接続するのには、テル However, the Er-doped tellurite glass optical fiber 301 and the silica-based optical fiber 302, its angle to the vertical axis of each of the connection end faces 311a and 311b, to {θ 1 = 5 [deg] , θ 2 = 7 [deg]} If you, the connection loss between the Er-doped tellurite glass optical fiber 1 and the silica fiber 2 were 0.2 dB (measuring wavelength 1.3 .mu.m), return loss as measured from the silica-based optical fiber 2 side more than 60dB but return loss measured from Er-doped tellurite glass optical fiber 1 side is 55 dB, this results in a range of values of sin [theta 1 / sin [theta 2 is described above with respect to the value of n 2 / n 1 also, low loss Er-doped tellurite glass optical fiber and the silica-based optical fiber, and to connect with low reflection (return loss 60dB or higher) with respect to both directions, Tel イトガラス光ファイバについて、接続端面の垂直軸に対して8[deg]以上の角度が要求されることが判明した。 For Itogarasu optical fiber, is 8 [deg] or more angles were found to be required with respect to the vertical axis of the connection end face.

なお、屈折率1.55を有する光学接着剤5を用いても、屈折率1.5の光学接着剤を用いた場合と同様な結果を得た。 Even using an optical adhesive 5 having a refractive index of 1.55, similar results were obtained as in the case of using an optical adhesive with a refractive index of 1.5.

(実施例47) (Example 47)
次に、図36および図37を用いてこの実施例を説明する。 Next, this embodiment will be described with reference to FIGS. 36 and 37. 図36は接続部の上面図、図37は接続部の断面図である。 Figure 36 is a top view of the connecting portion, FIG. 37 is a sectional view of the connection portion. 参照符号301はEr添加テルライトガラス光ファイバ(ガラス組成はTeO −ZnO−Na O−Bi 、コア屈折率は2.1、モードフィールド半径は5μm、Er添加濃度は4000ppm、ファイバの被覆はUV樹脂)、302は石英系光ファイバ(コア屈折率は〜1.5、モードフィールド半径は5μm、被覆はUV樹脂)であり、実施例45と同様に、光ファイバ301および302の端部をそれぞれV溝型光ファイバ保持筐体307aおよび307bで保持した。 Reference numeral 301 Er-doped tellurite glass optical fiber (glass composition TeO 2 -ZnO-Na 2 O- Bi 2 O 3, the core refractive index is 2.1, mode field radius of 5 [mu] m, Er doping concentration 4000 ppm, fiber the coating UV resin), 302 silica optical fiber (core refractive index is 1.5, mode field radius of 5 [mu] m, the coating is a UV resin), in the same manner as in example 45, the optical fiber 301 and 302 ends were each held by a V-groove type optical fiber holding housing 307a and 307b. ただし、本実施例では、V溝型光ファイバ保持筐体307aおよび307bのそれぞれの接続端面311aおよび311b間に光学接着剤を介さずに、完全に密着させて接続し、V溝型光ファイバ保持筐体307aと307bの固定はその両脇間を接着剤306により固定(把持固定)した。 However, in this embodiment, without using the optical adhesive between the respective connection end faces 311a and 311b of the V-groove type optical fiber holding casing 307a and 307b, connected by complete contact, the V-groove type optical fiber holding fixing the housing 307a and 307b were fixed (gripped fixed) by an adhesive 306 between its both sides. Er添加テルライトガラス光ファイバ301および石英系光ファイバ302の、それぞれの接続端面311aおよび311bの垂直軸に対する角度はθ =18[deg]およびθ =25[deg]である。 Er-doped tellurite glass optical fiber 301 and the silica-based optical fiber 302, the angle relative to the vertical axis of the respective connection end faces 311a and 311b are θ 1 = 18 [deg] and θ 2 = 25 [deg]. 本実施例46でも、Er添加テルライトガラス光ファイバ301と石英系光ファイバ302間の接続損失は0.2dB(測定波長1.3μm)であり、Er添加テルライトガラス光ファイバ301および石英光ファイバ302側より測定した反射減衰量は、それぞれ60dB以上であった。 Even this embodiment 46, the connection loss between the Er-doped tellurite glass optical fiber 301 and the silica-based optical fiber 302 is 0.2 dB (measuring wavelength 1.3 .mu.m), Er-doped tellurite glass optical fiber 301 and the silica optical fiber Return loss measured from 302 side was respectively 60dB or more. また、実施例45と同様に、Er添加テルライトガラス光ファイバと石英系光ファイバを低損失・低反射(反射減衰量60dB以上)で接続するのには、Er添加テルライトガラス光ファイバを、接続端面の垂直軸に対して8[deg]以上の角度が要求されることが実験的に判明した。 In the same manner as in Example 45, to connect the Er-doped tellurite glass optical fiber and the silica-based optical fiber with low loss and low reflection (return loss 60dB or more), the Er-doped tellurite glass optical fiber, the 8 [deg] or more angles with respect to the vertical axis of the connection end face is required has been found experimentally.

(実施例48,49) (Example 48, 49)
次に、図38ないし図41を用いて実施例48および49を説明する。 Next, Examples 48 and 49 will be described with reference to FIG. 38 through FIG. 41. 図38および図40はそれぞれ接続部の上面であり、図39および図41はそれぞれ接続部の断面図である。 FIGS. 38 and 40 are top of each connecting portion, 39 and 41 are cross-sectional views, respectively connecting portion. これらの図において、参照符号301はEr添加テルライトガラス光ファイバ(ガラス組成はTeO −ZnO−Na O−Bi 、コア屈折率は2.1、モードフィールド半径は5μm、Er添加濃度は4000ppm、ファイバの被覆はUV樹脂)であり、本実施例39および41では光ファイバ保持筐体としてガラスフェルール312a,312bを適用した。 In these figures, reference numeral 301 Er-doped tellurite glass optical fiber (glass composition TeO 2 -ZnO-Na 2 O- Bi 2 O 3, the core refractive index is 2.1, mode field radius of 5 [mu] m, the Er-doped concentration 4000 ppm, the coating of the fiber has a UV resin), glass ferrule 312a, a 312b is applied as an optical fiber holding casing in example 39 and 41. 接続端面313a,313bは各々のガラスフェルール312a,312bを斜め研磨することにより実現した。 Connecting end faces 313a, 313b are realized by obliquely polishing each glass ferrule 312a, a 312b.

Er添加テルライトガラス光ファイバ301および石英系光ファイバ302は接着剤310(UV接着剤を使用)を用いて、ガラスフェルール312a,312bに固定した。 Er-doped tellurite glass optical fiber 301 and the silica-based optical fiber 302 with an adhesive 310 (using UV adhesive) and fixed glass ferrule 312a, to 312b. 図38および図39に示した実施例48は、接続端面313aと313bの間に光学接着剤305(屈折率は1.5および1.55の2種を用いた)を介して接続するものであり、また、図40および図41に示した実施例49は、接続端面313aと313bとを完全に密着させて接続するものである。 Example shown in FIGS. 38 and 39 48, an optical adhesive 305 between the connection end faces 313a and 313b (refractive index of using two 1.5 and 1.55) used to connect via the There also example 49 shown in FIG. 40 and FIG. 41 is for connecting to completely close contact with the connection end face 313a and 313b. 実施例38および39における、Er添加テルライトガラス光ファイバ301および石英系光ファイバ302の、各々の接続端面313aおよび313bの垂直軸に対する角度はθ =12[deg]、θ =17[deg]であり、Er添加テルライトガラス光ファイバ301と石英系光ファイバ302間を接続損失0.2dB(測定波長1.3μm)、Er添加テルライトガラス光ファイバ301および石英系光ファイバ302側より測定した反射減衰量は、各々60dB以上を実現した(実施例47では光学接着剤の屈折率として1.5と1.55の2種を用いたが、結果は同じであった)。 In Examples 38 and 39, Er additives tellurite glass optical fiber 301 and the silica-based optical fiber 302, the angle to the vertical axis of the respective connection end faces 313a and 313b θ 1 = 12 [deg] , θ 2 = 17 [deg a], Er-doped tellurite glass optical fiber 301 and the silica-based optical fiber 302 between the connection loss 0.2 dB (measuring wavelength 1.3 .mu.m), Er-doped tellurite glass optical fiber 301 and the measurement of a quartz-based optical fiber 302 side the return loss, respectively was achieved over 60 dB (in example 47 was used 1.5 and 1.55 two as the refractive index of the optical adhesive, the results were the same). また、実施例46および47と同様に、Er添加テルライトガラス光ファイバと石英系光ファイバを低損失・低反射(反射減衰量60dB以上)で接続するのに必要なテルライトガラス光ファイバと接続端面・垂直軸間の角度は8[deg]以上であった。 In the same manner as in Example 46 and 47, connected to a tellurite glass optical fiber required to connect the Er-doped tellurite glass optical fiber and the silica-based optical fiber with low loss and low reflection (return loss 60dB or higher) angle between the end face and vertical axes were 8 [deg] or more.

さらに、上記実施例46ないし49に示した接続法により、Er添加テルライトガラス光ファイバ1(ガラス組成はTeO −ZnO−Na O、コア屈折率は2.1、モードフィールド半径は5μm、Er添加濃度は4000ppm、ファイバ長は1m、被覆はUV樹脂)の両端に石英系光ファイバを接続し、図42に示す光ファイバ増幅器を構成した。 Furthermore, the connection method shown in the above Example 46 to 49, Er-doped tellurite glass optical fiber 1 (glass composition TeO 2 -ZnO-Na 2 O, core refractive index is 2.1, mode field radius 5 [mu] m, Er doping concentration connects 4000 ppm, the fiber length is 1 m, the coating of the silica-based optical fiber at both ends of the UV resin) and form an optical fiber amplifier shown in FIG. 42. 314aおよび314bはEr添加テルライトガラス光ファイバ301への励起光を発生する励起光源部で発振波長1.48μm、出力200mWの半導体レーザ、315aおよび315bは信号光と励起光源部314a,314bで発生された励起光を合波する合波部、316aおよび316bは光増幅器の発振を抑えるための光アイソレータである。 314a and 314b oscillation wavelength 1.48μm excitation light source unit for generating excitation light to the Er-doped tellurite glass optical fiber 301, the semiconductor laser, 315a and 315b of the output 200mW signal light and the pumping light source unit 314a, generated in 314b which combines the excitation light, 316a and 316b is an optical isolator for suppressing oscillation of the optical amplifier. また、317aおよおび317bは本発明の接続部を示し、実施例46(光学接着剤の屈折率は1.55)、実施例47、実施例48(光学接着剤の屈折率は1.55)、および実施例49に示す全ての方法を適用した。 Further, 317a Oyobi 317b represents a connecting portion of the present invention, Example 46 (refractive index 1.55 of the optical adhesive), Example 47, the refractive index of Example 48 (optical adhesive 1.55 ), and applying all of the method shown in example 49. ただし、実施例46および47に示す接続部は、Er添加テルライトガラス光ファイバ301および石英系光ファイバの接続端面311aおよび311bの垂直軸に対する角度はθ =14[deg]、θ =20[deg]、実施例48および49に示す接続部では、Er添加テルライトガラス光ファイバ1および石英系光ファイバの接続端面313a,313bの垂直軸に対する角度はθ =12[deg]、θ =17[deg]を採用した。 However, the connection portion shown in Examples 46 and 47, Er addition angle relative to the vertical axis of the connection end faces 311a and 311b of the tellurite glass optical fiber 301 and the silica-based optical fiber θ 1 = 14 [deg], θ 2 = 20 [deg], the connecting portion shown in examples 48 and 49, Er-doped tellurite glass optical fiber 1 and the silica-based optical fiber connecting end faces 313a, the angle to the vertical axis of 313b θ 1 = 12 [deg] , θ 2 = it was adopted 17 [deg]. 実施例45、実施例46、実施例47、および実施例48に示した全ての接続法を用いることにより、光ファイバ増幅器の信号利得40dB以上を実現すると共に、光ファイバ増幅器におけるゴーストの発生はなかった。 Example 45, Example 46, by using all of the connection method shown in Example 47 and Example 48, it is possible to realize a higher signal gain 40dB of optical fiber amplifier, no ghosting in the optical fiber amplifier It was. 図43に本光ファイバ増幅器の増幅特性の一例を示す。 Figure 43 shows an example of the amplification characteristics of the optical fiber amplifier. 接続法は実施例46の方法を採用した。 Connection method employing the method of Example 46.

(実施例50) (Example 50)
各種の非石英系光ファイバを本発明に従って石英系光ファイバと接続した。 It was connected to the silica-based optical fiber according to the present invention the non-silica-based optical fiber of various.

表2および表3にその結果をまとめて示す。 Table 2 and Table 3 summarizes the results. 非石英系光ファイバ301としては、 Non silica-based optical fiber 301,
1. 1. テルライトガラス光ファイバ(表2では非石英系光ファイバAと表示) Tellurite glass optical fiber (Table 2 displays the non-silica-based optical fiber A)
ガラス組成:TeO −ZnO−Na O−Bi Glass composition: TeO 2 -ZnO-Na 2 O -Bi 2 O 3,
コア屈折率:2.1 Core refractive index: 2.1
2. 2. Zr系フッ化物光ファイバ(表2では非石英系光ファイバBと表示) Zr-based fluoride optical fiber (Table 2 displays the non-silica-based optical fiber B)
ガラス組成:ZrF −BaF −LaF −YF −AlF Glass composition: ZrF 4 -BaF 2 -LaF 3 -YF 3 -AlF 3 -
LiF−NaF、 LiF-NaF,
コア屈折率:1.55、モードフィールド半径:4μm、 Core refractive index: 1.55, the mode field radius: 4 [mu] m,
被覆:UV樹脂 3. Coating: UV resin 3. In系フッ化物光ファイバ(表3では非石英系光ファイバCと表示) In based fluoride optical fiber (Table 3 displays the non-silica-based optical fiber C)
ガラス組成:InF −GaF −ZnF −PbF −BaF Glass composition: InF 3 -GaF 3 -ZnF 2 -PbF 2 -BaF 2 -
SrF −YF −NaF、 SrF 2 -YF 3 -NaF,
コア屈折率:1.65、モードフィルード半径:4.5μm Core refractive index: 1.65, mode Fi Ludo radius: 4.5 [mu] m
被覆:UV樹脂 4. Coating: UV resin 4. カルコゲナイド系ガラス光ファイバ Chalcogenide glass optical fiber
(表3では非石英系光ファイバDと表示) (Table 3 displays the non-silica-based optical fiber D)
ガラス組成:As−S、コア屈折率:2.4、 Glass composition: As-S, core refractive index: 2.4,
モードフィールド半径:3μm、被覆:UV樹脂を用いた。 Mode field radius: 3 [mu] m, coated: with UV resin.

なお、上記非石英系光ファイバA,B,C,Dでは、希土類元素としてEr(添加濃度1000ppm)、Pr(添加濃度500ppm)、Tm(添加濃度2000ppm)、Ho(添加濃度1000ppm)、Yb(添加濃度500ppm)、Tb(添加濃度2000ppm)、Nd(添加濃度1000ppm)、Eu(添加濃度2000ppm)の1種または2種以上を添加したものと、添加しないものについて行った。 Incidentally, the non-silica-based optical fiber A, B, C, the D, Er (added concentration 1000 ppm) as the rare earth element, Pr (addition concentration 500 ppm), Tm (addition concentration 2000 ppm), Ho (addition concentration 1000 ppm), Yb ( addition concentration 500 ppm), Tb (addition concentration 2000 ppm), Nd (doping concentration 1000 ppm), and those obtained by adding one or more of Eu (addition concentration 2000 ppm), were performed on those not added. また、接続する石英系光ファイバ(コア屈折率は1.5)のモードフィールド半径は、上記各々の非石英系ファイバと同一とし、接続の形態は実施例46ないし49の何れかを適用した。 Moreover, the mode field radius of the silica-based optical fiber connecting (1.5 core refractive index) is set equal to a non-silica fiber of the above each embodiment of the connection applying any of embodiments 46 to 49. なお、実施例45および実施例46の接続形態の適用時使用した接続端面13−1と13−2間用の光学接着剤5の屈折率は1.5である。 The refractive index of the optical adhesive 5 for between the connection end faces 13-1 and 13-2 used when applying the connection form of Example 45 and Example 46 is 1.5. 接続損失および反射減衰量は希土類元素の添加の有無および添加希土類元素の種類に関係なかった。 Connection loss and return loss was not related to the type of presence and adding rare earth elements the addition of rare earth elements.

表2および表3に示すように、本発明の接続法を用いることにより、非石英系光ファイバを低損失でかつ低反射で接続できた。 As shown in Table 2 and Table 3, by using the connection method of the present invention, it was able to connect the non-silica-based optical fiber low loss at and at a low reflection. なお、表2および表3では低反射(反射減衰量60dB以上)の例を示したが、上記Zr系フッ化物光ファイバではθ <3[deg]で、上記In系フッ化物光ファイバではθ <4[deg]、上記カルコゲナイド系ガラス光ファイバではθ <8[deg]で両方向の反射減衰量60dB以上が達成できなくなり、両方向ともに反射減衰量60d B以上を実現するには、この値より大きな角度のθ が必要であった。 Note that although an example in Table 2 and Table 3 a low reflection (return loss 60dB or higher), in the above Zr-based fluoride optical fibers at θ 1 <3 [deg], in the above-In-based fluoride optical fiber theta 1 <4 [deg], the in the chalcogenide glass optical fiber θ 1 <8 [deg] or more both in the reflection attenuation 60dB in will not be able to achieve, to achieve a return loss 60d or B in both directions, the value θ 1 of a larger angle was required.

上記Pr添加In系フッ化物ファイバ(表3では非石英系光ファイバDと表示)を用いて1.3μm帯光ファイバ増幅器を構成し、信号利得30dB以上の増幅器を実現した。 Configure 1.3μm band optical fiber amplifier using the Pr doped In based fluoride fiber (Table 3 in the display and the non-silica-based optical fiber D), to achieve a signal gain 30dB or more amplifiers. ただし、接続形態は実施例47であり、θ は5[deg]、θ は5.5[deg]とし、励起光源には1.047μm発振のNd−YL Fレーザを用いた。 However, topology are examples 47, theta 1 is 5 [deg], and theta 2 is 5.5 [deg], the excitation light source using a Nd-YL F laser 1.047μm oscillation. また、ゴーストの問題もなかった。 In addition, there was no ghost of a problem.

上記実施例では非石英系光ファイバと石英系光ファイバの接続に関して説明した。 It described with respect to connection of the non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber in the above embodiments. ここで、2本の異なるガラスからなる非石英系光ファイバ間の接続結果について説明する。 Here, the connection results between the non-silica-based optical fiber made of two different glass will be described. 使用した非石英系光ファイバとしては、上記実施例50で述べた非石英系光ファイバA,B,C,Dの4種を用いた。 Non silica-based optical fiber is used, the non-silica-based optical fiber A as described above in Example 50, B, C, the four D was used. なお、希土類元素は添加していない。 In addition, rare earth elements are not added. 表4に結果を示す。 The results are shown in Table 4. 各光ファイバのコア屈折率と接続角度の関係は上記実施例で説明した範囲である。 Relationship connecting angle and core refractive index of each optical fiber is in the range described in the above embodiments. 表4に示すように、本発明の接続法を用いることにより、非石英系光ファイバ同士を低損失でかつ低反射で接続できた。 As shown in Table 4, by using the connection method of the present invention, it was able to connect the non-silica-based optical fibers to each other low loss at and at a low reflection.

以上の実施例46〜50で説明した光増幅媒体、該光増幅媒体を用いた光増幅器およびレーザ装置の特性と、本来Er添加テルライト光ファイバ増幅器のもつ広帯域性を合わせると波長多重光伝送システムや光CATVシステムの高性能化を進めることができ、その結果、それらシステムを用いたサービスの高度化、経済化に大きく寄与できるという利点がある。 Above embodiments the optical amplifying medium described in 46 to 50, the light and characteristics of the optical amplifier and laser device the amplification medium used, Ya originally Er-doped tellurite optical fiber WDM optical transmission system Together broadband property possessed by the amplifier You can proceed with high-performance optical CATV system, as a result, sophisticated services using these systems, there is an advantage that greatly contributes to economy.

また、広帯域の増幅器として波長多重光伝送システムで利用すれば伝送容量の格段の増大が期待でき、情報通信の低コスト化に寄与できる。 Also, much of the increase in the transmission capacity by utilizing the wavelength-multiplexed optical transmission system as a broadband amplifier can be expected, contributing to cost reduction of the information communication. また、光CATVシステムにおいて、そのゲインチルトが小さい特性を利用して使用すれば、従来は困難であった波長多重による高品質な映像の分配や中継が可能となり、やはり光CATVの低コスト化が達成できるという大きなメリットがある。 In the optical CATV system, if used by utilizing the gain tilt is small characteristic, conventionally enables distribution and relaying high-quality video by the wavelength multiplexing has been difficult, also cost of the optical CATV achievement there is a great advantage that it can be. さらに、レーザ装置として応用すれば各種波長多重光伝送システムの低コスト化や光計測の高性能化に寄与できる。 Moreover, it contributes to high performance low cost and optical measurement of various wavelength-multiplexed optical transmission system By applying the laser device.

(実施例51) (Example 51)
本発明では、Er添加テルライト光ファイバまたは光導波路をASE(Amplifier Spontaneous Emission)光源として利用した場合について述べる。 In the present invention describes the case of using the Er-doped tellurite optical fiber or an optical waveguide as ASE (Amplifier Spontaneous Emission) light source. 通常、Er添加テルライト光ファイバを励起するとファイバより図46の実線で表したスペクトルのASEが得られ、これを1.5から1.6μmの光源として利用することができる。 Usually, ASE spectra obtained in terms of the solid line of the Er-doped tellurite optical fiber 46 than when excited fiber, which can be utilized as a 1.6μm light sources from 1.5. この実線のスペクトルのままでも光源として利用可能である。 It can be used as a light source can leave the spectrum of the solid line. しかし、スペクトルの波長依存性がなくなってフラットになれば、応用範囲が広がる。 However, if the flat gone wavelength dependence of the spectral range of applications is expanded.

本実施例では、図44に示す構成でASE光源を作製した。 In this example, a ASE light source in the configuration shown in FIG. 44. Er添加テルライトファイバ402は、TeO −ZnO−M O−Bi 系(Mは一つ以上のアルカリ元素)ガラスまたはTeO −ZnO−M O−Bi −Al 系(Mは一つ以上のアルカリ元素)系ガラスを材料として作製した。 Er-doped tellurite fiber 402, TeO 2 -ZnO-M 2 O -Bi 2 O 3 system (M is one or more alkali elements) glass or TeO 2 -ZnO-M 2 O- Bi 2 O 3 -Al 2 O 3 system (M is one or more alkali elements) were produced based glass as a material. コア中のEr塩化濃度は、2,000ppm、ファイバ長は4m、カットオフ波長は1.3μm、△nは1.5%であった。 Er chloride concentration in the core, 2,000 ppm, the fiber length is 4m, the cutoff wavelength 1.3 .mu.m, △ n was 1.5%.

図中、参照符号401は励起光(波長1.48μm)と1.5μm以上の波長とを合分波するための光カップラ、403は1.56μmを中心とし、その長波長、短波長の光を合分波する光カップラ、404および405は光減衰器、406および408は反射体である。 Drawing, reference numeral 401 is an excitation light (wavelength 1.48 .mu.m) and optical coupler for demultiplexing a wavelength of more than 1.5 [mu] m, 403 are centered on 1.56 .mu.m, its long wavelength, short wavelength light demultiplexing light coupler, 404 and 405 optical attenuator, 406 and 408 are reflectors. 参照符号2で示すEr添加テルライト光ファイバ中で発生したASEのうち、1.56μmより長波長域の光は、光減衰器404を通過したのち、反射体406で反射された後、逆進して再度Er添加テルライト光ファイバ402中を通過して増幅され、光カップラ401の一端から出射される。 Of the ASE generated in the Er-doped in tellurite optical fiber shown by reference numeral 2, light of longer wavelengths than 1.56μm, after passing through the optical attenuator 404, after being reflected by the reflector 406, and reverse is amplified through the middle Er-doped tellurite optical fiber 402 again Te, it is emitted from one end of the optical coupler 401. また、1.56μmより短波長の光は光減衰器405を通過した後、反射体408で反射された後、逆進して再度Er添加テルライト光ファイバ402中を通過して増幅される。 Also, short-wavelength light than 1.56μm after passing through the optical attenuator 405, after being reflected by the reflector 408, is amplified through the middle reverse to re Er-doped tellurite optical fiber 402. 増幅された光は光カップラ401の一端から出射された。 The amplified light is emitted from one end of the optical coupler 401.

反射体の反射率を図45のようにしたとき、すなわちASEのピーク付近では反射率を小さくし、ピーク波長から離れるに従って大きくすることにより、図46の破線で示すような1.53μmから1.60μmにかけて強度の波長依存性の小さいASEスペクトルが得られた。 When the reflectance of the reflector and as shown in FIG. 45, that is, by reducing the reflectivity in the vicinity of the ASE peak, increasing with distance from the peak wavelength, from 1.53μm as shown by the broken line in FIG. 46 1. small ASE spectrum of the wavelength dependence of the intensity is obtained over the 60 [mu] m. このとき、光減衰器404,405の減衰量を最適化した。 At this time, to optimize the attenuation of the optical attenuator 404, 405. 光導波路を増幅媒体とした場合も強度の波長依存性の小さいASEスペクトルを得ることができた。 Even when the optical waveguide and amplifying medium could be obtained a small ASE spectrum of the wavelength dependence of the strength.

(実施例52) (Example 52)
本実施例では、図47の構成で光増幅特性の評価を行った。 In this example it was evaluated for optical amplification characteristics in the configuration of FIG. 47. 本構成は図44の構成を基本とするもので、光カップラ401aの信号入力端に光サーキュレータ409を結合させ、Er添加テルライト光ファイバの後段に励起用光カップラ401bを結合させた。 This configuration in which the basic configuration of FIG. 44, the signal input end of the optical coupler 401a is coupled to optical circulator 409, was coupled excitation optical coupler 401b in the subsequent stage of the Er-doped tellurite optical fiber. 励起光は0.98μmまたは1.48μmの波長のものを用い、0.98μmの前方から入射、1.48μmを後方から入射するなどした。 Excitation light used as a wavelength of 0.98 .mu.m or 1.48 .mu.m, incident from the front of 0.98 .mu.m, and the like entering the 1.48 .mu.m from behind. また、前方、後方励起光とも1.48μm光を用いた光増幅も行った。 Further, the front, with the backward pumping light may light amplification using 1.48μm light was performed.

その結果、1.53μmから1.60μmの間で利得の波長依存性の小さな利得スペクトルが得られた。 As a result, a small gain spectrum of the wavelength dependence of the gain is obtained at between 1.53μm of 1.60 .mu.m. このとき、光減衰器404、405の減衰量を最適化した。 At this time, to optimize the attenuation of the optical attenuator 404, 405.

通常、図43に示すような利得の波長依存性の大きな利得スペクトルを平坦化させるには、1.53μmから1.57μmに見られる利得の山をファイバブラッググレーティング等のフィルタにより光増幅器に損失を与えることで切り取りおよび平坦化を行っている。 Usually, in order to flatten the gain large gain spectrum of the wavelength dependence of, as shown in FIG. 43, the loss in the optical amplifier by the gain mountain fiber Bragg grating such filters found in 1.57μm from 1.53μm It is doing a cut and flattened by giving. しかし、この方法では光増幅器の量子効率が低下すること、平坦化した後の利得が低い値に統一される(図43では1.58μm付近の利得値)という欠点があった。 However, the quantum efficiency of the optical amplifier may be reduced, there is a disadvantage that the gain after planarization is unified to a lower value (gain value near 1.58μm in FIG. 43) in this way. しかし、本実施例では量子効率の低下は原理的ではなく、また平坦後の利得は元々の低い値にではなく高い値に統一されるという利点がある。 However, in the present embodiment is advantageous in that lowering of the quantum efficiency is not principle, also be unified to a high value rather than the original low value of the gain after planarization.

なお、反射体406,408は誘電体多層膜やファイバブラッググレーティングなどが使用できる。 Incidentally, the reflector 406, 408 such as a dielectric multilayer film or a fiber Bragg grating can be used. また、増幅用光ファイバとしてはEr添加テルライト光ファイバだけではなく、石英系光ファイバやフッ化物光ファイバを用いても利得平坦化の効果を確認することができた。 As the amplification optical fiber not only Er-doped tellurite optical fiber, it was possible also to see the effect of the gain flattening using silica-based optical fiber and fluoride optical fiber. また、光導波路を用いても同様な効果を確認することができた。 It was also possible to confirm similar effects using an optical waveguide.

テルライト系ガラス中のErの13/215/2発光スペクトルを表す図である。 It is a diagram representing the 4 I 13/24 I 15/2 emission spectra of Er in the tellurite glass. 3準位系(Er 3+の1.54μm付近)のエネルギー準位図(ただし、3準位系ではN ≠0)である。 Energy level diagram of a three-level system (around 1.54μm for Er 3+) (provided that, N 1 ≠ 0 in three-level system) is. 4準位系(Nd 3+の1.06μm付近)のエネルギー準位図(4準位系ではN =0)である。 4 is a level system energy level diagram of a (1.06 .mu.m vicinity of Nd 3+) (4 N 1 = 0 in level system). テルライトガラス(実線)および石英系ガラス(破線)をホストとした石英EDFAの理想的な増幅特性を示す図である。 Tellurite glass (solid line) and silica glass (broken line) is a diagram showing an ideal amplification characteristics of the quartz EDFA with a host. 損失の大小による増幅帯域の相違の説明図であり、損失が大きくなると利得の減少とともに増幅帯域も大きく減少する。 It is an explanatory view of the differences in the amplification band by the magnitude of the losses, the amplification band with decreasing gain the loss is increased also greatly reduced. 非石英系光ファイバと石英系光ファイバの従来の接続を説明する図である。 It is a diagram illustrating a conventional connection of the non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber. 非石英系光ファイバと石英系光ファイバの従来の接続を説明する図である。 It is a diagram illustrating a conventional connection of the non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber. 接続面の反射によるゴースト発生を説明する図である。 It is a diagram for explaining a ghost due to the reflection of the connecting surface. 非石英系光ファイバと石英系光ファイバの従来の接続を説明する図である。 It is a diagram illustrating a conventional connection of the non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber. 非石英系光ファイバと石英系光ファイバの従来の接続を説明する図である。 It is a diagram illustrating a conventional connection of the non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber. 非石英系光ファイバと石英系光ファイバの従来の接続を説明する図である。 It is a diagram illustrating a conventional connection of the non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber. Bi が5モル%のときのTeO −Na O−ZnO系ガラスの安定ガラス化範囲を示す模式図である。 Bi 2 O 3 is a schematic diagram showing a TeO 2 -Na 2 stable vitrification range of O-ZnO-based glass when 5 mol%. Bi が5モル%のときのTeO −Li O−ZnO系ガラスの安定ガラス化範囲を示す模式図である。 Bi 2 O 3 is a schematic diagram showing a TeO 2 -Li 2 stable vitrification range of O-ZnO-based glass when 5 mol%. 75TeO −20ZnO−5Na O(Bi 無添加)ガラス(上側の線)、77TeO 15.5ZnO−6Na O−1.5Bi ガラス(中側の線)、73.5TeO −15.5ZnO−6Na O−5Bi ガラス(下側の線)の場合のDSC測定図である。 75TeO 2 -20ZnO-5Na 2 O ( Bi 2 O 3 not added) glass (upper line), 77TeO 2 15.5ZnO-6Na 2 O-1.5Bi 2 O 3 glass (medium side lines), 73.5TeO is a DSC measurement chart when the 2 -15.5ZnO-6Na 2 O-5Bi 2 O 3 glass (lower line). 83TeO −5ZnO−12Li O(上側の線)および78TeO −5ZnO−12Li O−5Bi (下側の線)ガラスのDSC測定図である。 83TeO 2 -5ZnO-12Li 2 O (upper line) and 78TeO 2 -5ZnO-12Li 2 O- 5Bi 2 O 3 ( lower line) is a DSC measurement view of the glass. TeO −Na O−ZnO−Bi 系ガラスの屈折率(n )のBi 添加量依存性を表す図である。 TeO is a diagram illustrating a Bi 2 O 3 added amount dependency of 2 -Na 2 O-ZnO-Bi 2 O 3 based refractive index of the glass (n D). TeO −Na O−ZnO系ガラスの安定ガラス化範囲を示す模式図である。 TeO is a schematic diagram showing a stable vitrification range of 2 -Na 2 O-ZnO-based glass. Er 3+のエネルギー準位図である。 It is an energy level diagram of Er 3+. 本発明にもとづく光増幅器の一構成例を模式的に示す図である。 An example of a configuration of an optical amplifier according to the present invention is a diagram schematically showing. 本発明にもとづくレーザ装置の一例を示す構成図である。 An example of a laser device according to the present invention is a configuration diagram showing. 本発明にもとづくレーザ装置の一例を示す構成図である。 An example of a laser device according to the present invention is a configuration diagram showing. 実施例8で得られた利得スペクトルを表わす図である。 It illustrates a gain spectrum obtained in Example 8. 本発明にもとづくレーザ装置の他の例を示す構成図である。 Another example of a laser device according to the present invention is a configuration diagram showing. Bi が5モル%のときのTeO −Li O−ZnO系ガラスの安定ガラス化範囲(A:Tx−Tg>120℃、B:結晶化ピークなし)を示す模式図である。 Bi 2 O 3 is 5 mol% TeO 2 -Li 2 O-ZnO-based stabilizer vitrification range of the glass when the (A: Tx-Tg> 120 ℃, B: Crystallization no peak) is a schematic view showing a. 組成73.5TeO −20ZnO−5Na O−1.5Bi ガラス(図中、a線)および73TeO −20ZnO−5Na O−2Bi ガラス(図中、b線)を用いた場合のそれぞれのDSCの測定図である。 Composition 73.5TeO 2 -20ZnO-5Na 2 O- 1.5Bi 2 O 3 glass (in the figure, a line) use the and 73TeO 2 -20ZnO-5Na 2 O- 2Bi 2 O 3 glass (in the figure, b line) it is a measurement diagram of the respective DSC when had. TeO −ZnO−Na O−Bi 系ガラスおよびTeO −ZnO−Na O−Bi −Al 系ガラスおよびTeO −ZnO−Li −Bi −Al 系ガラス中のErの1.5μm帯発光スペクトルを示す図である。 TeO 2 -ZnO-Na 2 O- Bi 2 O 3 based glass and TeO 2 -ZnO-Na 2 O- Bi 2 O 3 -Al 2 O 3 based glass and TeO 2 -ZnO-Li 2 O 3 -Bi 2 O 3 is a diagram showing a 1.5μm band emission spectrum of the Er of -Al 2 O 3 system glass. TeO =75モル%およびBi =5モル%の場合のTeO −ZnO−LiO−Na O−Bi の5元系ガラスの安定ガラス化範囲を示す模式図である。 Is a schematic diagram showing a TeO 2 = 75 mol% and Bi 2 O 3 = 5 mole% TeO 2 -ZnO-LiO-Na 2 O-Bi 2 stable vitrification range of quinary glass O 3 in the case of. TeO =80モル%およびBi =5モル%の場合のTeO −ZnO−LiO−Na O−Bi の5元系ガラスの安定ガラス化範囲を示す模式図である。 Is a schematic diagram showing a TeO 2 = 80 mol% and Bi 2 O 3 = 5 mole% TeO 2 -ZnO-LiO-Na 2 O-Bi 2 stable vitrification range of quinary glass O 3 in the case of. Al =2モル%およびLi =12モル%の場合のTeO −ZnO−Li O−Al −Bi の5元系ガラスの安定化ガラス化範囲を示す模式図である。 The Al 2 O 3 = 2 mol% and Li 2 O 3 = 12 mol% TeO 2 -ZnO-Li 2 O -Al 2 O 3 -Bi 2 stabilized vitrification range of quinary glass O 3 in the case of it is a schematic view showing. テルライト光ファイバを増幅媒体として用いた光増幅器の一構成例を示す図である。 Is a diagram showing an example of a configuration of an optical amplifier using the tellurite optical fiber as an amplification medium. テルライト光ファイバを増幅媒体として用いた光増幅器の一構成例を示す図である。 Is a diagram showing an example of a configuration of an optical amplifier using the tellurite optical fiber as an amplification medium. 本発明にもとづく非石英系光ファイバと石英系光ファイバの接続部の一構成例を説明するための図である。 It is a diagram for explaining a configuration example of a connection portion of the non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber according to the present invention. 本発明にもとづく非石英系光ファイバと石英系光ファイバの接続部の一構成例を説明するための図である。 It is a diagram for explaining a configuration example of a connection portion of the non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber according to the present invention. 本発明にもとづく非石英系光ファイバと石英系光ファイバの接続部の一構成例を説明するための図である。 It is a diagram for explaining a configuration example of a connection portion of the non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber according to the present invention. 図34に示す接続部の断面図である。 It is a cross-sectional view of a connecting portion shown in FIG. 34. 本発明にもとづく非石英系光ファイバと石英系光ファイバの接続部の一構成例を説明するための図である。 It is a diagram for explaining a configuration example of a connection portion of the non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber according to the present invention. 図36に示す接続部の断面図である。 It is a cross-sectional view of a connecting portion shown in FIG. 36. 本発明にもとづく非石英系光ファイバと石英系光ファイバの接続部の一構成例を説明するための図である。 It is a diagram for explaining a configuration example of a connection portion of the non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber according to the present invention. 図38に示す接続部の断面図である。 It is a cross-sectional view of a connecting portion shown in FIG. 38. 本発明にもとづく非石英系光ファイバと石英系光ファイバの接続部の一構成例を説明するための図である。 It is a diagram for explaining a configuration example of a connection portion of the non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber according to the present invention. 図40に示す接続部の断面図である。 It is a cross-sectional view of a connecting portion shown in FIG. 40. 本発明にもとづく非石英系光ファイバと石英系光ファイバの接続部を適用した光ファイバ増幅器を説明するための模式図である。 Is a schematic view illustrating an optical fiber amplifier according to the connection portion of the non-silica-based optical fiber and the silica-based optical fiber according to the present invention. 図42に示す光ファイバ増幅器における利得と波長との関係を示す図である。 It is a diagram showing the relationship between the gain and the wavelength of the optical fiber amplifier shown in FIG. 42. 本発明にもとづくASE光源の概略的構成を説明するための模式図である。 It is a schematic diagram for explaining the schematic configuration of the ASE light source according to the present invention. 図44に示すASE光源のスペクトルの強度と反射体の反射率との関係を示すグラフである。 It is a graph showing the relationship between the reflectance intensity and the reflector of the spectrum of the ASE light source shown in FIG. 44. ASE光源のスペクトル図である。 A spectrum diagram of the ASE source. 本発明にもとづくファイバ増幅器の一例の概略的構成を説明するための模式図である。 It is a schematic diagram for explaining the schematic structure of an example of a fiber amplifier in accordance with the present invention.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

111,111′ 励起用半導体レーザ(波長:1480nm) 111, 111 'pumping semiconductor laser (wavelength: 1480nm)
112,112′ 光カップラ 113,115 増幅用光ファイバ 114 光アイソレータ 116 ミラー 117 フィルタ 118 ミラー 201 光アイソレータ 202 励起光源 203 光カップラ 204 分散媒質 205 光ファイバ 301 非石英系光ファイバ 302 石英系光ファイバ 303 光ファイバ保持筐体 304 接続端面 305 光学接着材 401 光カップラ 402 光ファイバ 403 光カップラ 404 光減衰器 405 光減衰器 406 反射体 408 反射体 409 光サーキュレータ 112, 112 'optical coupler 113 and 115 amplifying optical fiber 114 optical isolator 116 mirror 117 filter 118 mirror 201 optical isolator 202 the excitation light source 203 optical coupler 204 dispersion medium 205 optical fiber 301 non silica-based optical fiber 302 silica-based optical fiber 303 Light fiber holding body 304 connecting end face 305 optical adhesive 401 optical coupler 402 optical fiber 403 optical coupler 404 optical attenuator 405 optical attenuator 406 reflectors 408 reflector 409 light circulator

Claims (16)

  1. 少なくともコアにエルビウムが添加された光ファイバまたは光導波路用の材料ガラスであって、 At least the core a material glass for optical fiber or optical waveguide erbium is added,
    前記材料ガラスが、組成にAl を含むことを特徴とするテルライトガラス。 The material glass, tellurite glass, characterized in that comprises Al 2 O 3 in the composition.
  2. 光ファイバまたは光導波路用の材料ガラスであって、 An optical fiber or material glass for optical waveguides,
    前記材料ガラス組成が、TeO −ZnO−M O−Bi −Al (式中、Mは1種類以上のアルカリ金属元素である)からなることを特徴とする請求項1に記載のテルライトガラス。 The material glass composition, according to claim, characterized in that it consists of TeO 2 -ZnO-M 2 O- Bi 2 O 3 -Al 2 O 3 ( where, M is one or more alkali metal elements) 1 tellurite glass according to.
  3. 光ファイバまたは光導波路用の材料ガラスであって、 An optical fiber or material glass for optical waveguides,
    前記材料ガラス組成は、 The material glass composition,
    0<Bi ≦10(モル%)、 0 <Bi 2 O 3 ≦ 10 ( mol%),
    0<Li O≦30(モル%)、 0 <Li 2 O ≦ 30 (mol%),
    0≦ZnO≦4(モル%)、および 70≦TeO ≦90(モル%) 0 ≦ ZnO ≦ 4 (mol%), and 70 ≦ TeO 2 ≦ 90 (mol%)
    0<Al ≦3(モル%) 0 <Al 2 O 3 ≦ 3 ( mol%)
    であることを特徴とするテルライトガラス。 Tellurite glass, characterized in that it.
  4. 光ファイバまたは光導波路用の材料ガラスであって、 An optical fiber or material glass for optical waveguides,
    前記材料ガラス組成は、 The material glass composition,
    0<Bi ≦15(モル%)、 0 <Bi 2 O 3 ≦ 15 ( mol%),
    0<Na O≦30(モル%)、 0 <Na 2 O ≦ 30 (mol%),
    0≦ZnO≦35(モル%)、および 60≦TeO ≦90(モル%) 0 ≦ ZnO ≦ 35 (mol%), and 60 ≦ TeO 2 ≦ 90 (mol%)
    0<Al ≦4(モル%) 0 <Al 2 O 3 ≦ 4 ( mol%)
    であることを特徴とするテルライトガラス。 Tellurite glass, characterized in that it.
  5. 少なくともコアにエルビウムが添加された材料ガラスからなる光ファイバまたは光導波路からなる光増幅媒体であって、前記材料ガラスが、組成にAl を含むテルライトガラスであることを特徴とする光増幅媒体。 An optical amplification medium comprised of an optical fiber or an optical waveguide erbium least the core consists of material the glass additive, light the material glass, characterized in that a tellurite glass comprising Al 2 O 3 in the composition amplifying medium.
  6. 材料ガラスからなるコアおよびクラッドを有し、かつエルビウムがコアに添加された光ファイバまたは光導波路からなる光増幅媒体であって、 It has a core and a clad made of a material glass, and erbium An optical amplification medium comprised of the added optical fiber or optical waveguide core,
    前記材料ガラスの組成が、TeO −ZnO−M O−Bi −Al (式中、Mは1種類以上のアルカリ金属元素である)からなることを特徴とする光増幅媒体。 Optical amplification composition of the material glass, which is characterized in that it consists of TeO 2 -ZnO-M 2 O- Bi 2 O 3 -Al 2 O 3 ( where, M is one or more alkali metal elements) media.
  7. カットオフ波長が0.4μmから2.5μmであることを特徴とする請求項5または6に記載の光増幅媒体。 Optical amplifying medium according to claim 5 or 6, characterized in that the cut-off wavelength of 2.5μm from 0.4 .mu.m.
  8. 光共振器と、励起光源とを持つレーザ装置であって、前記光共振器に備わる光増幅媒体の少なくとも一つは、請求項5ないし7のいずれか一項に記載の光増幅媒体からなることを特徴とするレーザ装置。 An optical resonator, a laser device having an excitation light source, at least one light amplifying medium provided in the optical resonator, it consisting of the optical amplification medium of any one of claims 5 to 7 the laser apparatus according to claim.
  9. 少なくともコアにエルビルムが添加された光ファイバよりなる光増幅媒体を複数直列に配置したレーザ装置であって、前記光増幅媒体の少なくとも一つは、請求項5ないし7のいずれか一項に記載の光増幅媒体からなることを特徴とするレーザ装置。 An optical amplification medium Erubirumu at least the core is formed of the added optical fiber a laser apparatus arranged in a plurality in series, at least one of the optical amplification medium, according to any one of claims 5 to 7 laser device, comprising the optical amplifying medium.
  10. 光増幅媒体と励起光源とを有するレーザ装置であって、前記光増幅媒体は、請求項5ないし7のいずれか一項に記載の光増幅媒体からなることを特徴とするレーザ装置。 A laser apparatus having an optical amplification medium and an excitation light source, the optical amplification medium, a laser device characterized by comprising the optical amplifying medium according to any one of claims 5 to 7.
  11. 光増幅媒体と、該光増幅媒体を励起する励起光および信号光を前記増幅媒体に入力する入力手段とを備えた光増幅器であって、前記光増幅媒体は、請求項5ないし7のいずれか一項に記載の光増幅媒体からなることを特徴とする光増幅器。 An optical amplifying medium, an optical amplifier of the excitation light and the signal light and a input means for inputting to said amplification medium to excite the optical amplifying medium, the optical amplification medium, any one of claims 5 to 7 optical amplifier characterized by comprising the optical amplifying medium according to an item.
  12. 少なくともコアにエルビウムが添加された光ファイバよりなる光増幅媒体を複数直列に配置した光増幅器であって、前記光増幅媒体の少なくとも一つは、請求項5ないし7のいずれか一項に記載の光増幅媒体からなることを特徴とする光増幅器。 An optical amplification medium erbium consisting added optical fiber in at least the core An optical amplifier arranged in a plurality in series, at least one of the optical amplification medium, according to any one of claims 5 to 7 optical amplifier characterized by comprising the optical amplifying medium.
  13. Er添加テルライト光ファイバまたは光導波路を光増幅媒体とし、該光増幅媒体の両端に光カップラを配置し、該光カップラの少なくとも一つの端子に反射体を具備したことを特徴とする光源であって、前記Er添加テルライト光ファイバまたは光導波路の材料ガラスが請求項1ないし4のいずれか一項に記載されたテルライトガラスからなることを特徴とする光源。 The Er-doped tellurite optical fiber or an optical waveguide and an optical amplifying medium, the optical coupler is disposed at both ends of the optical amplification medium, a light source, characterized by comprising a reflector on at least one terminal of the optical coupler , a light source, characterized in that the material glass of the Er-doped tellurite optical fiber or an optical waveguide is made of tellurite glass as claimed in any one of claims 1 to 4.
  14. Er添加テルライト光ファイバまたは光導波路を光増幅媒体とし、該光ファイバまたは該光導波路の少なくとも一方の端に光カップラを配置し、該光カップラの少なくとも一つの端子に反射体を具備したことを特徴とする光増幅器であって、前記Er添加テルライト光ファイバまたは光導波路の材料ガラスが請求項1ないし4のいずれか一項に記載されたテルライトガラスからなることを特徴とする光増幅器。 The Er-doped tellurite optical fiber or an optical waveguide and an optical amplification medium, characterized in that the optical coupler is disposed at least one end of the optical fiber or optical waveguide, equipped with a reflector on at least one terminal of the optical coupler to an optical amplifier, the optical amplifier characterized in that the material glass of the Er-doped tellurite optical fiber or an optical waveguide is made of tellurite glass as claimed in any one of claims 1 to 4.
  15. 反射体が誘電体多層膜フィルタまたはファイバブラックグレーティングからなることを特徴とする請求項13に記載の光源。 The light source of claim 13, reflector characterized by comprising the dielectric multilayer filter or a fiber black grating.
  16. 反射体が誘電体多層膜フィルタまたはファイバブラックグレーティングからなることを特徴とする請求項14に記載の光増幅器。 The optical amplifier of claim 14 reflector is characterized by comprising a dielectric multilayer filter or a fiber black grating.
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