JP2005352445A - Optical kerr switch and nonlinear optical fiber - Google Patents

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達雄 長嶋
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直樹 杉本
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智晴 長谷川
Moriteru Ohara
盛輝 大原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical Kerr switch with which the control of the disturbance fluctuation of a nonlinear optical fiber is easy. <P>SOLUTION: The optical Kerr switch makes at least linearly polarized light signal light incident on one end of a nonlinear optical fiber from the one end of which the linearly polarized light signal and linearly polarized light control light can be made incident, guides the light emitted from the other one end of the optical fiber to an analyzer and transmits or shuts off or shuts off or transmits the signal light according to whether the control light is made incident simultaneously with the signal light or not. The nonlinear coefficient to the light of the wavelength 1,550 nm of the nonlinear optical fiber is ≥470 W<SP>-1</SP>km<SP>-1</SP>. The glass transition temperature of the core glass thereof is ≥300°C. The peak power of the control light thereof is ≤500 mW. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

光カースイッチおよび光カースイッチ等非線形光学素子に好適な光ファイバに関する。   The present invention relates to an optical fiber suitable for nonlinear optical elements such as an optical Kerr switch and an optical Kerr switch.

光デバイスの超高速性を活用したOTDM(光時分割多重)方式を用いてフォトニックネットワークを構築するべくOTDM方式の開発が精力的に行われている。
OTDM方式においては超高速光スイッチングが必須であり、光カースイッチはそのような超高速光スイッチングに好適な光スイッチとして期待されている。
The OTDM system has been vigorously developed to construct a photonic network using an OTDM (optical time division multiplexing) system that utilizes the ultra-high speed of optical devices.
In the OTDM system, ultrafast optical switching is essential, and an optical Kerr switch is expected as an optical switch suitable for such ultrafast optical switching.

光カースイッチは、非線形光ファイバ等の非線形光学媒質に直線偏光制御光を入射して同媒質の屈折率に異方性を誘起し、制御光と同時に同媒質に入射した直線偏光信号光の偏光面を回転させて検光子の偏光面と平行または直交するようにし、この偏光面回転信号光を検光子に導いて透過または反射(遮断)させるものである。
非線形光ファイバとしては、クラッドにフッ素等が、コアにGeO等が添加され、モードフィールド径が4μm程度、3次非線形係数(γ)が15W−1km−1であるような石英系ガラスファイバが知られている(特許文献1参照。)。
An optical Kerr switch causes linearly polarized control light to enter a nonlinear optical medium such as a nonlinear optical fiber to induce anisotropy in the refractive index of the same medium. The plane is rotated so that it is parallel or orthogonal to the polarization plane of the analyzer, and this polarization plane rotation signal light is guided to the analyzer to be transmitted or reflected (blocked).
As the nonlinear optical fiber, a silica-based glass fiber in which fluorine or the like is added to the clad and GeO 2 or the like is added to the core, and the mode field diameter is about 4 μm and the third-order nonlinear coefficient (γ) is 15 W −1 km −1. Is known (see Patent Document 1).

特開2004−38016号公報(第5頁)JP 2004-38016 A (Page 5)

非線形光ファイバの長さをL、非線形光ファイバ中の制御光ピークパワーをPとすると、同光ファイバに同時に入射される信号光と制御光の両偏光面がなす角度がπ/4のとき、すなわち光カースイッチにおける信号光偏光面の回転角が同一のPおよびLに対して最大になるとき、その最大になるときの位相差をφmaxとして次式が成り立つ。
φmax=(4/3)×γ×P×L。
When the length of the nonlinear optical fiber is L and the control light peak power in the nonlinear optical fiber is P, when the angle formed by both polarization planes of the signal light and the control light simultaneously incident on the optical fiber is π / 4, That is, when the rotation angle of the polarization plane of the signal light in the optical Kerr switch becomes maximum with respect to the same P and L, the following equation is established with φ max as the phase difference at the maximum .
φ max = (4/3) × γ × P × L.

制御光光源として汎用のレーザーダイオード(LD)を用いるとするとPは最大でも500mWであり、非線形光ファイバとして前記石英系ガラスファイバを用いるとするとγは15W−1km−1である。この場合においてφmaxをπにしようとすると、すなわち前記両偏光面がなす角度をπ/4とすることにより前記信号光偏光面の回転角を同一のPおよびLに対して最大にした上でその位相差をπにしようとすると、Lは約310mにしなければならない。 If a general-purpose laser diode (LD) is used as the control light source, P is at most 500 mW, and if the silica glass fiber is used as the nonlinear optical fiber, γ is 15 W −1 km −1 . In this case, when φ max is set to π, that is, by setting the angle formed by both the polarization planes to π / 4, the rotation angle of the signal light polarization plane is maximized with respect to the same P and L. If the phase difference is to be π, L must be about 310 m.

しかしこのようにきわめて長いガラスファイバについては、ファイバ長手方向の不均一性に由来する到達時間揺らぎ(ジッタ)や、偏波モード分散を引き起こす温度変動、振動等の外乱を問題ないレベルに抑制することは容易ではなかった。
本発明はこのような問題を解決できる光カースイッチおよびそのような光カースイッチに好適な非線形光ファイバの提供を目的とする。
However, for such extremely long glass fibers, disturbances such as arrival time fluctuations (jitter) due to non-uniformity in the longitudinal direction of the fiber, temperature fluctuations that cause polarization mode dispersion, and vibrations are suppressed to a satisfactory level. Was not easy.
An object of the present invention is to provide an optical Kerr switch that can solve such problems and a nonlinear optical fiber suitable for such an optical Kerr switch.

本発明は、その一端から直線偏光信号光および直線偏光制御光を入射できる非線形光ファイバの当該一端に少なくとも直線偏光信号光を入射し、同光ファイバの他の一端から出射した光を検光子に導き、制御光を信号光と同時に入射するか否かに応じて信号光を透過もしくは遮断または遮断もしくは透過する光カースイッチであって、非線形光ファイバの波長1550nmの光に対する非線形係数が470W−1km−1以上である光カースイッチを提供する。
また、波長1550nmの光に対する非線形係数が1100W−1km−1以上である非線形光ファイバ(以下、第1の光ファイバという。)を提供する。
In the present invention, at least linearly polarized signal light is incident on one end of a nonlinear optical fiber capable of receiving linearly polarized signal light and linearly polarized control light from one end thereof, and light emitted from the other end of the optical fiber is used as an analyzer. An optical Kerr switch that transmits or blocks or blocks or transmits signal light depending on whether or not control light is incident simultaneously with signal light, and has a nonlinear coefficient of 470 W −1 for light having a wavelength of 1550 nm of a nonlinear optical fiber. An optical car switch that is km −1 or more is provided.
In addition, a nonlinear optical fiber (hereinafter referred to as a first optical fiber) having a nonlinear coefficient of 1100 W −1 km −1 or more for light having a wavelength of 1550 nm is provided.

また、コアが下記酸化物基準のモル%表示で、Bi 60〜70%、B 10〜15.5%、Ga 6.5〜12.5%、In 1〜10%、ZnO 1〜10%、MgO+CaO+SrO+BaO 0.5〜7%、CeO 0〜2%、から本質的になるガラスであり、クラッドが下記酸化物基準のモル%表示で、Bi 50〜60%、B 18〜28%、Ga 4〜15%、In 1〜10%、ZnO 1〜10%、MgO+CaO+SrO+BaO 1〜8%、LiO+NaO+KO 0.1〜2%、CeO 0〜2%、から本質的になるガラスである非線形光ファイバ(以下、第2の光ファイバという。)を提供する。 In addition, the core is expressed by mol% based on the following oxide, Bi 2 O 3 60 to 70%, B 2 O 3 10 to 15.5%, Ga 2 O 3 6.5 to 12.5%, In 2 O 3 to 10%, ZnO 1 to 10%, MgO + CaO + SrO + BaO 0.5 to 7%, CeO 2 0 to 2%, and the cladding is represented by mol% based on the following oxide basis, Bi 2 O 3 50~60%, B 2 O 3 18~28%, Ga 2 O 3 4~15%, In 2 O 3 1~10%, ZnO 1~10%, MgO + CaO + SrO + BaO 1~8%, Li 2 O + Na 2 Provided is a nonlinear optical fiber (hereinafter referred to as a second optical fiber) which is a glass consisting essentially of O + K 2 O 0.1-2% and CeO 2 0-2%.

従来知られている光カースイッチよりもその光スイッチング機能が温度変動、振動等の外乱の影響を受けにくく、したがって前記外乱が従来技術においては光スイッチング機能を阻害するようなものであっても前記外乱の影響を問題ないレベルに抑制することが容易な光カースイッチが得られる。
また、ジッタによる光スイッチング機能阻害が起こりにくい光カースイッチが得られる。
また、前記Pが500mWであっても光スイッチング可能な光カースイッチが得られる。
また、上で述べたような効果を有し、かつシングルモード石英系光ファイバとの融着接続が可能な光カースイッチが得られる。
また、これら効果を有する光カースイッチを実現するのに好適な非線形光ファイバが得られる。
The optical switching function is less affected by disturbances such as temperature fluctuations and vibrations than the conventionally known optical Kerr switch, and therefore the disturbance is not effective even if the disturbances impede the optical switching function in the prior art. It is possible to obtain an optical Kerr switch that can easily suppress the influence of disturbance to a problem-free level.
In addition, an optical Kerr switch in which the optical switching function is hardly inhibited by jitter can be obtained.
Further, an optical Kerr switch capable of optical switching can be obtained even when the P is 500 mW.
In addition, an optical Kerr switch that has the effects described above and can be fusion-spliced with a single mode silica-based optical fiber can be obtained.
Further, a nonlinear optical fiber suitable for realizing an optical Kerr switch having these effects can be obtained.

図1は本発明の光カースイッチを説明するための図である。以下、この図を用いて本発明を説明するが本発明はこれに限定されない。
信号光は直線偏光パルスであり、図の左方から入射され、信号光用偏波コントローラを経て非線形光ファイバの左端に入り、同光ファイバの右端から出た信号光は検光子に入る。
検光子に入った信号光は、その偏光面が検光子透過軸と平行である場合には検光子透過後フィルタを透過して図示しない次のシステムに入り、その偏光面が検光子透過軸と直交する場合には信号光は検光子を透過できず遮断される。
FIG. 1 is a diagram for explaining an optical Kerr switch according to the present invention. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
The signal light is a linearly polarized pulse, which enters from the left side of the figure, enters the left end of the nonlinear optical fiber via the signal light polarization controller, and the signal light emitted from the right end of the optical fiber enters the analyzer.
If the plane of polarization of the light entering the analyzer is parallel to the analyzer transmission axis, the signal passes through the filter after passing through the analyzer and enters the next system (not shown). If they are orthogonal, the signal light cannot be transmitted through the analyzer and is blocked.

制御光光源から発せられた制御光は直線偏光であり、制御光用偏波コントローラを経てその偏光面は信号光偏光面とπ/4の角度をなすようにされ、その後信号光とともに非線形光ファイバの左端に入る。同光ファイバの右端から出た制御光で検光子を透過したものはフィルタに至り、そこで遮断される。   The control light emitted from the control light source is linearly polarized light, and its polarization plane is formed at an angle of π / 4 with the signal light polarization plane through the control light polarization controller, and then the nonlinear optical fiber together with the signal light. Enter the left end of. The control light emitted from the right end of the optical fiber that has passed through the analyzer reaches the filter and is blocked there.

制御光とともに信号光が非線形光ファイバの左端に入る場合、信号光の偏光面は同光ファイバ内を進むにつれて回転し、同光ファイバの右端から出るときにはその回転角がπ/2となるようにされる。
制御光光源から制御光が発せられない場合には信号光の偏光面は回転することなく非線形光ファイバ内を進む。
When the signal light enters the left end of the nonlinear optical fiber together with the control light, the polarization plane of the signal light rotates as it travels through the optical fiber, and when it exits from the right end of the optical fiber, the rotation angle becomes π / 2. Is done.
When the control light is not emitted from the control light source, the polarization plane of the signal light travels through the nonlinear optical fiber without rotating.

したがって、非線形光ファイバの左端に入る信号光の偏光面が検光子透過軸と直交するものである場合には、当該信号光と制御光が同時に非線形光ファイバ左端に入ると信号光は検光子を透過して光カースイッチはオン状態となり、制御光が存在しない状態で前記信号光が非線形光ファイバ左端に入ると信号光は検光子を透過できず遮断されて光カースイッチはオフ状態となる。
非線形光ファイバの左端に入る信号光の偏光面が検光子透過軸と平行である場合には、当該信号光と制御光が同時に非線形光ファイバ左端に入ると信号光は検光子を透過できず遮断されて光カースイッチはオフ状態となり、制御光が存在しない状態で前記信号光が非線形光ファイバ左端に入ると信号光は検光子を透過して光カースイッチはオン状態となる。
Therefore, if the polarization plane of the signal light entering the left end of the nonlinear optical fiber is perpendicular to the analyzer transmission axis, the signal light will pass the analyzer when the signal light and the control light enter the left end of the nonlinear optical fiber at the same time. When the signal light enters the left end of the nonlinear optical fiber in the absence of control light, the signal light cannot pass through the analyzer and is blocked and the optical Kerr switch is turned off.
If the polarization plane of the signal light entering the left end of the nonlinear optical fiber is parallel to the analyzer transmission axis, the signal light cannot be transmitted through the analyzer and blocked if the signal light and the control light enter the left end of the nonlinear optical fiber simultaneously. Then, the optical Kerr switch is turned off. When the signal light enters the left end of the nonlinear optical fiber in the absence of control light, the signal light passes through the analyzer and the optical Kerr switch is turned on.

本発明の光カースイッチのビットレートは、通常は10〜400Gb/s、典型的には80〜400Gb/sである。
本発明の光カースイッチで処理できる信号光の波長は典型的には1500〜1650nmである。
WDM(波長分割多重)信号光を処理する場合にはたとえばAWG(分波器)を用いて信号光を波長毎に分離し、当該分離された1波長信号光毎に本発明の光カースイッチで処理すればよい。すなわち、WDM信号光は複数の本発明の光カースイッチを並べて処理できる。
また、信号光パルス周波数は、通常は10〜400GHz、典型的には80〜400GHzである。
The bit rate of the optical car switch of the present invention is usually 10 to 400 Gb / s, typically 80 to 400 Gb / s.
The wavelength of signal light that can be processed by the optical Kerr switch of the present invention is typically 1500 to 1650 nm.
When processing WDM (wavelength division multiplexing) signal light, for example, AWG (demultiplexer) is used to separate the signal light for each wavelength, and for each of the separated one wavelength signal light, the optical car switch of the present invention is used. What is necessary is just to process. That is, the WDM signal light can be processed by arranging a plurality of optical car switches of the present invention.
The signal light pulse frequency is usually 10 to 400 GHz, typically 80 to 400 GHz.

制御光の波長と信号光の波長とは異なり、両者の差は2〜20nmであることが好ましい。2nm未満ではフィルタの消光比が問題となってクロストーク性能が低下するおそれがある。20nm超では非線形光ファイバの分散が0でないことにより非線形効果が薄れ位相回転を充分大きくすることが困難になるおそれがある。より好ましくは10nm以下である。   Unlike the wavelength of the control light and the wavelength of the signal light, the difference between the two is preferably 2 to 20 nm. If it is less than 2 nm, the extinction ratio of the filter becomes a problem and the crosstalk performance may be lowered. If it exceeds 20 nm, the dispersion of the nonlinear optical fiber is not zero, so that the nonlinear effect is weakened, and it may be difficult to sufficiently increase the phase rotation. More preferably, it is 10 nm or less.

制御光パルス周波数は、通常は10〜400GHz、典型的には80〜400GHzである。
制御光パルスの形状はSech型またはガウシアン型であることが好ましいが、それ以外のものであってもよくたとえば矩形であってもよい。
制御光パルスのデューティー比(オン/オフ比)は典型的には1:1から1:4である。
The control light pulse frequency is usually 10 to 400 GHz, typically 80 to 400 GHz.
The shape of the control light pulse is preferably Sech type or Gaussian type, but may be other than that, for example, rectangular.
The duty ratio (on / off ratio) of the control light pulse is typically 1: 1 to 1: 4.

制御光ピークパワー(P)は10W以下であることが好ましい。10W超では、制御光の平均パワーが大きくなり、制御光が通る接続点、たとえば石英系光ファイバと検光子の接続点、非線形光ファイバは通常石英系光ファイバと接続して使用されるがその場合における両ファイバの接続点、等においてファイバヒューズが生じ、それが進行すると光源や検光子等にまでダメージが広がるおそれがある。より好ましくは5W以下である。
消費電力が大きくなりすぎパルス波形が乱れる、大きな冷却用ユニットや増幅ユニットが必要になってそのためのスペースを広くとらなければならなくなる、汎用的な光源を使用しにくくなる、等の問題の発生を避けたい場合にはPは500mW以下とすることが好ましい。
The control light peak power (P) is preferably 10 W or less. Above 10 W, the average power of the control light becomes large, and the connection point through which the control light passes, for example, the connection point between the silica-based optical fiber and the analyzer, and the nonlinear optical fiber are usually connected to the silica-based optical fiber. In some cases, a fiber fuse is formed at the connection point of the two fibers in the case, and as it progresses, damage may spread to the light source, the analyzer, and the like. More preferably, it is 5 W or less.
Problems such as excessive power consumption and disturbed pulse waveforms, large cooling units and amplifying units are required, and a large space is required, and it is difficult to use general-purpose light sources. When it is desired to avoid it, P is preferably 500 mW or less.

また、Pは10mW以上であることが好ましい。10mW未満では非線形光ファイバの長さ(L)を長くしなければならなくなり前記外乱の抑制が困難になる、またはジッタが大きくなるおそれがある。より好ましくは50mW以上、特に好ましくは100mW以上、典型的には200mW以上である。   Further, P is preferably 10 mW or more. If it is less than 10 mW, the length (L) of the nonlinear optical fiber must be increased, and it is difficult to suppress the disturbance, or the jitter may increase. More preferably, it is 50 mW or more, particularly preferably 100 mW or more, and typically 200 mW or more.

制御光光源としてはたとえば超高速ファイバレーザーが挙げられる。この場合通常は同レーザー出力光をパルス圧縮器で圧縮し、その後EDFAを用いて増幅した光を偏光子で直線偏光としたものが制御光とされる。
また、EDFA等の光増幅器を用いることなく所望のPを有する制御光が得られる高出力LDを制御光光源とすることが好ましい場合がある。
An example of the control light source is an ultrafast fiber laser. In this case, the control light is usually obtained by compressing the laser output light with a pulse compressor, and then converting the light amplified using an EDFA into linearly polarized light with a polarizer.
In some cases, it is preferable to use a high-power LD that can obtain control light having a desired P without using an optical amplifier such as an EDFA as the control light source.

信号光用および制御光用偏波コントローラはいずれも必須ではないが信号光または制御光の偏光面を制御して両偏光面がなす角度をπ/4とするために、少なくとも信号光用偏波コントローラを信号光と制御光を合波させる地点よりも上流側に設置することが好ましく、制御光用偏波コントローラも同様に設置することがより好ましい。   Both the signal light and control light polarization controllers are not essential, but at least the signal light polarization in order to control the polarization plane of the signal light or the control light so that the angle formed by both polarization planes is π / 4. It is preferable to install the controller upstream from the point where the signal light and the control light are combined, and it is more preferable to install the polarization controller for the control light as well.

検光子はその消光比が信号光波長領域において−40dB以上であることが好ましい。−40dB未満ではクロストークが大きくなり信号品質が低下するおそれがある。より好ましくは−50dB以上である。   The analyzer preferably has an extinction ratio of -40 dB or more in the signal light wavelength region. If it is less than −40 dB, the crosstalk becomes large and the signal quality may be deteriorated. More preferably, it is −50 dB or more.

フィルタは必須ではないが、検光子を透過した信号光と制御光のうち制御光を除去して信号光のみとしたい、光カースイッチのクロストークを抑制し信号品質を向上させたい等の場合には設置することが好ましい。
フィルタの信号光波長領域における消光比は−60dB以上であることが好ましい。−60dB未満ではクロストークが大きくなり信号品質が低下するおそれがある。
フィルタとしてはたとえば誘電体多層型バンドパスフィルタが挙げられる。
The filter is not essential, but you want to remove the control light from the signal light and control light that has passed through the analyzer to make only the signal light, or to suppress the crosstalk of the optical car switch and improve the signal quality. Is preferably installed.
The extinction ratio in the signal light wavelength region of the filter is preferably -60 dB or more. If it is less than −60 dB, the crosstalk becomes large and the signal quality may be deteriorated.
An example of the filter is a dielectric multilayer bandpass filter.

非線形光ファイバはコアおよびクラッドがいずれもガラスである光ファイバであることが好ましい。このような光ファイバでないと汎用光伝送ファイバである石英系光ファイバとの高効率接続が容易ではなくなるおそれがある。   The nonlinear optical fiber is preferably an optical fiber whose core and cladding are both glass. Without such an optical fiber, there is a possibility that high-efficiency connection with a silica-based optical fiber, which is a general-purpose optical transmission fiber, may not be easy.

前記コアのガラスのガラス転移点(Tg)は300℃以上であることが好ましい。300℃未満では前記石英系光ファイバとの融着接続が困難になるおそれがある。より好ましくは350℃以上である。   The glass transition point (Tg) of the core glass is preferably 300 ° C. or higher. If it is less than 300 ° C., fusion splicing with the silica-based optical fiber may be difficult. More preferably, it is 350 ° C. or higher.

また、前記コアおよびクラッドのガラスはいずれもPb、As、Sb、Se、TlまたはCdを含有しないことが好ましい。   Further, it is preferable that neither the glass of the core nor the clad contains Pb, As, Sb, Se, Tl or Cd.

非線形光ファイバの長さ(L)は10m以下であることが好ましい。このようなものであれば従来の非線形光ファイバを用いたときの長さ(約310m)の約1/30であるので前記外乱の顕著な低減を容易に行える、またはジッタを小さくできる。Lは好ましくは5m以下、より好ましくは3m以下、特に好ましくは1m以下である。
光カースイッチの動作安定性を高めるためには前記PとLの積は5W・m以下であることが好ましい。より好ましくは4W・m以下である。
The length (L) of the nonlinear optical fiber is preferably 10 m or less. In such a case, since it is about 1/30 of the length (about 310 m) when a conventional nonlinear optical fiber is used, the disturbance can be remarkably reduced or jitter can be reduced. L is preferably 5 m or less, more preferably 3 m or less, and particularly preferably 1 m or less.
In order to improve the operational stability of the optical Kerr switch, the product of P and L is preferably 5 W · m or less. More preferably, it is 4 W · m or less.

非線形光ファイバのγが470W−1km−1未満ではPが500mW以下という条件下でLを10m以下とすることが困難になる。γは好ましくは625W−1km−1以上、より好ましくは1000W−1km−1以上、特に好ましくは1260W−1km−1以上、最も好ましくは1300W−1km−1以上である。典型的には1100〜5000W−1km−1である。 If γ of the nonlinear optical fiber is less than 470 W −1 km −1 , it becomes difficult to set L to 10 m or less under the condition that P is 500 mW or less. γ is preferably 625W -1 miles -1 or more, more preferably 1000W -1 miles -1 or more, and particularly preferably 1260W -1 km -1 or more, most preferably 1300 W -1 miles -1 or more. Typically a 1100~5000W -1 km -1.

非線形ファイバとしては前記第2の光ファイバであってγが470W−1km−1以上であるものまたは前記第1の光ファイバが例示される。 Examples of the nonlinear fiber include the second optical fiber having γ of 470 W −1 km −1 or more, or the first optical fiber.

本発明の第1の光ファイバはγが1100W−1km−1以上であるので本発明の光カースイッチに用いた場合前記Lを5mまたはそれ以下にすることも可能になる。好ましくは1300W−1km−1以上である。
本発明の第1の光ファイバのコアおよびクラッドは、汎用光伝送ファイバである石英系光ファイバとの高効率接続を望む等の場合典型的にはいずれもガラスである。
また、この典型的な態様においてはコアのガラスのTgは300℃以上であることが好ましい。300℃未満では前記石英系光ファイバとの融着接続が困難になるおそれがある。より好ましくは350℃以上である。
In the first optical fiber of the present invention, γ is 1100 W −1 km −1 or more. Therefore, when used in the optical Kerr switch of the present invention, the L can be set to 5 m or less. Preferably at 1300 W -1 miles -1 or more.
The core and clad of the first optical fiber of the present invention are typically made of glass when high efficiency connection with a silica-based optical fiber that is a general-purpose optical transmission fiber is desired.
In this typical embodiment, the Tg of the core glass is preferably 300 ° C. or higher. If it is less than 300 ° C., fusion splicing with the silica-based optical fiber may be difficult. More preferably, it is 350 ° C. or higher.

次に、本発明の第2の光ファイバについて説明する。
γは典型的には470W−1km−1以上、より典型的には625W−1km−1以上であり、本発明の光カースイッチの非線形光ファイバに好適である。γは好ましくは1100W−1km−1以上、より好ましくは1260W−1km−1以上、特に好ましくは1300W−1km−1以上であり、一方、典型的には5000W−1km−1以下である。
コアガラスおよびクラッドガラスのTgはいずれも典型的には350℃以上である。
Next, the second optical fiber of the present invention will be described.
γ is typically 470 W −1 km −1 or more, more typically 625 W −1 km −1 , and is suitable for the nonlinear optical fiber of the optical Kerr switch of the present invention. γ is preferably 1100W -1 miles -1 or more, more preferably 1260W -1 km -1 or more, and particularly preferably 1300 W -1 miles -1 or more, whereas, typically below 5000 W -1 miles -1 is there.
Both Tg of the core glass and the clad glass are typically 350 ° C. or higher.

次に、本発明の第2の光ファイバのコアガラスについて説明する。
波長1550nmの光に対するコアガラスの非線形屈折率(n’)は4×10−19−1以上であることが好ましい。4×10−19−1未満では大きなγが得にくくなるおそれがある。より好ましくは8×10−19−1以上、特に好ましくは1×10−18−1以上である。
Next, the core glass of the second optical fiber of the present invention will be described.
It is preferable that the nonlinear refractive index (n ′) of the core glass with respect to light having a wavelength of 1550 nm is 4 × 10 −19 m 2 W −1 or more. If it is less than 4 × 10 −19 m 2 W −1, it may be difficult to obtain large γ. More preferably, it is 8 × 10 −19 m 2 W −1 or more, and particularly preferably 1 × 10 −18 m 2 W −1 or more.

コアガラスの結晶化開始温度(Tx)とTgの差ΔT(=Tx−Tg)は80℃以上であることが好ましい。ΔTが80℃未満では熱的安定性が低くなりすぎ熱処理すると結晶化しやすくなる、または、熱処理されたガラス中の結晶が多くなり当該ガラス中を光が伝播するときの伝播損失が大きくなるおそれがある。ΔTはより好ましくは100℃以上である。   The difference ΔT (= Tx−Tg) between the crystallization start temperature (Tx) and Tg of the core glass is preferably 80 ° C. or higher. If ΔT is less than 80 ° C., the thermal stability becomes too low, and heat treatment tends to cause crystallization, or the heat-treated glass has more crystals, which may increase propagation loss when light propagates through the glass. is there. ΔT is more preferably 100 ° C. or higher.

Txは次のようにして測定される。すなわち、ガラスを粉砕して粒径が74〜106μmであるガラス粉末を作製し、これをサンプルとして大気雰囲気中で示差熱曲線を測定する。昇温速度は10℃/分とし、また昇温は(Tg+300)℃または1000℃の低い方の温度まで行う。
得られた示差熱曲線に結晶析出にともなう発熱ピークが認められる場合、その発熱ピークが立ち上がる温度をTxとする。示差熱曲線に結晶析出にともなう発熱ピークが認められない場合、Txは昇温最高温度、すなわち(Tg+300)℃または1000℃とする。示差熱曲線を測定するための示差熱分析装置としては、たとえばリガク社製THERMOFLEX DTA8121が挙げられる。この場合サンプル質量は1.0gとすることが好ましい。
Tx is measured as follows. That is, glass powder is pulverized to produce a glass powder having a particle size of 74 to 106 μm, and a differential heat curve is measured in an air atmosphere using this as a sample. The rate of temperature rise is 10 ° C./min, and the temperature is raised to a lower temperature of (Tg + 300) ° C. or 1000 ° C.
When an exothermic peak accompanying crystal precipitation is observed in the obtained differential heat curve, the temperature at which the exothermic peak rises is defined as Tx. When the exothermic peak accompanying crystal precipitation is not observed in the differential heat curve, Tx is set to the highest temperature rise, that is, (Tg + 300) ° C. or 1000 ° C. As a differential thermal analyzer for measuring the differential thermal curve, for example, THERMOFLEX DTA8121 manufactured by Rigaku Corporation can be mentioned. In this case, the sample mass is preferably 1.0 g.

この好ましい態様のコアガラスは熱的安定性に優れているので、本発明の第2の光ファイバを製造するに際してその線引き温度および線引き速度の変動許容幅を大きくできる。その結果、光ファイバの長手方向の波長分散分布を小さくできる。   Since the core glass of this preferred embodiment is excellent in thermal stability, when manufacturing the second optical fiber of the present invention, the allowable fluctuation range of the drawing temperature and the drawing speed can be increased. As a result, the chromatic dispersion distribution in the longitudinal direction of the optical fiber can be reduced.

次に、本発明の第2の光ファイバのコアガラスの成分についてモル%表示含有量を用いて説明する。
Biはnを大きくする成分であり、必須である。60%未満ではnが小さくなる。好ましくは63%以上である。70%超ではガラス化が困難になる、ΔTが小さくなる、またはTgが低くなってクラッドガラスのTgとの差を小さくしにくくなる。好ましくは68%以下である。
はネットワークフォーマであり、必須である。10%未満ではガラス化が困難になる。好ましくは12%以上である。15.5%超ではnが小さくなる。好ましくは14.5%以下である。
Next, the component of the core glass of the 2nd optical fiber of this invention is demonstrated using mol% display content.
Bi 2 O 3 is a component that increases n and is essential. If it is less than 60%, n becomes small. Preferably it is 63% or more. If it exceeds 70%, vitrification becomes difficult, ΔT becomes small, or Tg becomes low, and it becomes difficult to reduce the difference from Tg of the clad glass. Preferably it is 68% or less.
B 2 O 3 is a network former and is essential. If it is less than 10%, vitrification becomes difficult. Preferably it is 12% or more. If it exceeds 15.5%, n becomes small. Preferably it is 14.5% or less.

GaはΔTを大きくする成分であり、必須である。Gaが6.5%未満では熱的安定性が低下する。好ましくは8%以上である。12.5%超ではnが小さくなるおそれがある。好ましくは11%以下である。 Ga 2 O 3 is a component that increases ΔT and is essential. If Ga 2 O 3 is less than 6.5%, the thermal stability is lowered. Preferably it is 8% or more. If it exceeds 12.5%, n tends to be small. Preferably it is 11% or less.

Inはnを大きくし、かつΔTを大きくする成分であり、必須である。Inが1%未満では熱的安定性が低下する、またはnが小さくなる。好ましくは3%以上、より好ましくは5%以上である。10%超ではガラス化が困難になる。好ましくは8%以下である。 In 2 O 3 is a component that increases n and increases ΔT, and is essential. If In 2 O 3 is less than 1%, the thermal stability is lowered, or n is reduced. Preferably it is 3% or more, More preferably, it is 5% or more. If it exceeds 10%, vitrification becomes difficult. Preferably it is 8% or less.

ZnOはnを大きくする、またはガラス化を容易にする成分であり、必須である。1%未満ではnが小さくなる、またはガラス化が困難になる。好ましくは2%以上である。10%超ではガラス溶解時にかえって結晶が析出しやすくなってガラスの透過率が低下するおそれがある。好ましくは6%以下である。   ZnO is a component that increases n or facilitates vitrification, and is essential. If it is less than 1%, n becomes small or vitrification becomes difficult. Preferably it is 2% or more. If it exceeds 10%, crystals are more likely to precipitate when the glass is melted, and the transmittance of the glass may be reduced. Preferably it is 6% or less.

MgO、CaO、SrOおよびBaOはガラス化を容易にする成分であり、いずれか1種以上を含有しなければならない。これらの含有量の合計が0.5%未満ではガラス化が困難になる。好ましくは1%以上である。7%超ではガラス溶解時にかえって結晶が析出しやすくなる、またはnが小さくなるおそれがある。好ましくは4%以下である。なお、なかでもMgOを含有することが好ましい。   MgO, CaO, SrO and BaO are components that facilitate vitrification, and must contain at least one of them. If the total of these contents is less than 0.5%, vitrification becomes difficult. Preferably it is 1% or more. If it exceeds 7%, crystals are liable to precipitate on melting, or n tends to be small. Preferably it is 4% or less. Of these, MgO is preferably contained.

CeOは必須ではないが、ガラス組成中のBiがガラス溶融中に還元されて金属ビスマスとして析出しガラスの透明性を低下させることを抑制するために2%まで含有してもよい。CeOが2%超ではガラス化が困難になる、または、黄色もしくはオレンジ色の着色が強くなってガラスの透過率が低下するおそれがある。好ましくは0.5%以下である。CeOを含有する場合、その含有量は好ましくは0.01%以上、より好ましくは0.05%以上、特に好ましくは0.1%以上である。
なお、前記着色によるガラスの透過率の低下を避けたい場合、CeOの含有量は0.15%未満とすることが好ましく、CeOを実質的に含有しないことがより好ましい。
CeO 2 is not essential, but it may be contained up to 2% in order to prevent Bi 2 O 3 in the glass composition from being reduced during glass melting and precipitating as metal bismuth to lower the transparency of the glass. . If CeO 2 exceeds 2%, vitrification becomes difficult, or yellow or orange coloring becomes strong, and the transmittance of the glass may decrease. Preferably it is 0.5% or less. When CeO 2 is contained, its content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.05% or more, and particularly preferably 0.1% or more.
In addition, when it is desired to avoid a decrease in the transmittance of the glass due to the coloring, the CeO 2 content is preferably less than 0.15%, and more preferably substantially free of CeO 2 .

このコアガラスは本質的に上記成分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲で他の成分を含有してもよい。その場合、当該他の成分の含有量は合計で5%以下であることが好ましい。
なお、SiO、Al、GeO、SnO、TeO、TiO、ZrO、Ta、YおよびWOは、ガラス溶解時の結晶析出を抑制したい場合にはいずれも含有しないことが好ましい。
アルカリ金属酸化物を含有する場合は合計で1%以下であることが好ましい。
を含有する場合その含有量は1%以下であることが好ましい。
This core glass consists essentially of the above components, but may contain other components as long as the object of the present invention is not impaired. In that case, the content of the other components is preferably 5% or less in total.
Note that SiO 2 , Al 2 O 3 , GeO 2 , SnO 2 , TeO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , Ta 2 O 3 , Y 2 O 3, and WO 3 are used to suppress crystal precipitation during glass melting. It is preferable not to contain any of them.
When it contains an alkali metal oxide, the total content is preferably 1% or less.
When P 2 O 5 is contained, the content is preferably 1% or less.

次に、本発明の第2の光ファイバのクラッドガラスについて説明する。
同クラッドガラスのΔTはコアガラスのときと同様の理由により80℃以上であることが好ましい。より好ましくは100℃以上である。
Next, the clad glass of the second optical fiber of the present invention will be described.
ΔT of the clad glass is preferably 80 ° C. or more for the same reason as that of the core glass. More preferably, it is 100 ° C. or higher.

以下、本発明の第2の光ファイバのクラッドガラスの成分についてモル%表示含有量を用いて説明する。
Biはこのクラッドガラスのnをコアガラスのnに対して適切な範囲におさめる成分であり、必須である。50%未満ではnとコアガラスのnの差が大きくなりすぎシングルモード条件を満足することが困難になる。好ましくは53%以上である。60%超では前記差がかえって小さくなりすぎ後記有効断面積が大きくなるおそれがある。好ましくは57%以下である。
はネットワークフォーマであり、必須である。18%未満ではガラス化が困難になるおそれがある。好ましくは20%以上であり、また好ましくは25%以下である。
Hereinafter, the components of the clad glass of the second optical fiber of the present invention will be described using the mol% display content.
Bi 2 O 3 is a component that keeps n of the clad glass in an appropriate range with respect to n of the core glass, and is essential. If it is less than 50%, the difference between n and the core glass n becomes too large to satisfy the single mode condition. Preferably it is 53% or more. If it exceeds 60%, the difference may be too small, and the effective area described later may increase. Preferably it is 57% or less.
B 2 O 3 is a network former and is essential. If it is less than 18%, vitrification may be difficult. Preferably it is 20% or more, and preferably 25% or less.

GaはΔTを大きくする成分であり、必須である。Gaが4%未満では熱的安定性が低下するおそれがある。好ましくは7%以上である。15%超ではガラス化が困難になるおそれがある。好ましくは12%以下である。
Inはnを大きくし、かつΔTを大きくする成分であり、必須である。Inが1%未満では熱的安定性が低下する、またはnが小さくなるおそれがある。好ましくは2%以上である。10%超ではガラス化が困難になる、またはTgが高くなりコアガラスのTgとの差を小さくしにくくなるおそれがある。好ましくは6%以下である。
Ga 2 O 3 is a component that increases ΔT and is essential. If Ga 2 O 3 is less than 4%, the thermal stability may be lowered. Preferably it is 7% or more. If it exceeds 15%, vitrification may be difficult. Preferably it is 12% or less.
In 2 O 3 is a component that increases n and increases ΔT, and is essential. If In 2 O 3 is less than 1%, the thermal stability may be decreased, or n may be decreased. Preferably it is 2% or more. If it exceeds 10%, vitrification may become difficult, or Tg may increase, making it difficult to reduce the difference from Tg of the core glass. Preferably it is 6% or less.

ZnOはTgを低下させる、またはガラス化を容易にする成分であり、必須である。1%未満ではTgが高くなりコアガラスのTgとの差を小さくしにくくなる、またはガラス化が困難になるおそれがある。好ましくは2%以上である。10%超ではガラス溶解時にかえって結晶が析出しやすくなってガラスの透過率が低下するおそれがある。好ましくは8%以下である。   ZnO is a component that lowers Tg or facilitates vitrification and is essential. If it is less than 1%, Tg becomes high, and it may be difficult to reduce the difference from Tg of the core glass, or vitrification may be difficult. Preferably it is 2% or more. If it exceeds 10%, crystals are more likely to precipitate when the glass is melted, and the transmittance of the glass may be reduced. Preferably it is 8% or less.

MgO、CaO、SrOおよびBaOはTgを低下させる、またはガラス化を容易にする成分であり、いずれか1種以上を含有しなければならない。これらの含有量の合計が1%未満ではTgが高くなりコアガラスのTgとの差を小さくしにくくなる、またはガラス化が困難になるおそれがある。好ましくは2%以上である。8%超ではガラス溶解時にかえって結晶が析出しやすくなるおそれがある。好ましくは5%以下である。なお、なかでもBaOを含有することが好ましい。   MgO, CaO, SrO, and BaO are components that lower Tg or facilitate vitrification, and must contain at least one of them. If the total of these contents is less than 1%, Tg becomes high, and it is difficult to reduce the difference from Tg of the core glass, or vitrification may be difficult. Preferably it is 2% or more. If it exceeds 8%, there is a possibility that crystals are likely to precipitate when the glass is melted. Preferably it is 5% or less. Of these, BaO is preferably contained.

LiO、NaOおよびKOはTgを低下させる、またはαを大きくする成分であり、いずれか1種以上を含有しなければならない。これらの含有量の合計が0.1%未満ではTgが高くなりコアガラスのTgとの差を小さくしにくくなるおそれがある。好ましくは0.5%以上である。2%超ではガラス化が困難になるおそれがある。好ましくは1.5%以下である。なお、なかでもNaOを含有することが好ましい。 Li 2 O, Na 2 O and K 2 O are components that lower Tg or increase α, and must contain at least one of them. If the total of these contents is less than 0.1%, Tg becomes high, and it may be difficult to reduce the difference from Tg of the core glass. Preferably it is 0.5% or more. If it exceeds 2%, vitrification may be difficult. Preferably it is 1.5% or less. Of these, Na 2 O is preferably contained.

CeOは必須ではないが、ガラス組成中のBiがガラス溶融中に還元されて金属ビスマスとして析出しガラスの透明性を低下させることを抑制するために2%まで含有してもよい。CeOが2%超ではガラス化が困難になる、または、黄色もしくはオレンジ色の着色が強くなってガラスの透過率が低下するおそれがある。好ましくは0.5%以下である。
CeOを含有する場合、その含有量は好ましくは0.01%以上、より好ましくは0.05%以上、特に好ましくは0.1%以上である。
なお、前記着色によるガラスの透過率の低下を避けたい場合、CeOの含有量は0.15%未満とすることが好ましく、CeOを実質的に含有しないことがより好ましい。
CeO 2 is not essential, but may be contained up to 2% in order to prevent Bi 2 O 3 in the glass composition from being reduced during glass melting to precipitate as metal bismuth and lower the transparency of the glass. . If CeO 2 exceeds 2%, vitrification becomes difficult, or yellow or orange coloring becomes strong, and the transmittance of the glass may decrease. Preferably it is 0.5% or less.
When CeO 2 is contained, its content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.05% or more, and particularly preferably 0.1% or more.
In addition, when it is desired to avoid a decrease in the transmittance of the glass due to the coloring, the CeO 2 content is preferably less than 0.15%, and more preferably substantially free of CeO 2 .

このクラッドガラスは本質的に上記成分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲で他の成分を含有してもよい。その場合、当該他の成分の含有量は合計で5%以下であることが好ましい。
なお、SiO、Al、GeO、SnO、TeO、TiO、ZrO、Ta、YおよびWOは、ガラス溶解時の結晶析出を抑制したい場合にはいずれも含有しないことが好ましい。
を含有する場合その含有量は1%以下であることが好ましい。
This clad glass consists essentially of the above components, but may contain other components as long as the object of the present invention is not impaired. In that case, the content of the other components is preferably 5% or less in total.
Note that SiO 2 , Al 2 O 3 , GeO 2 , SnO 2 , TeO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , Ta 2 O 3 , Y 2 O 3, and WO 3 are used to suppress crystal precipitation during glass melting. It is preferable not to contain any of them.
When P 2 O 5 is contained, the content is preferably 1% or less.

本発明の第2の光ファイバのコアガラスおよびクラッドガラスはいずれもPb、As、Sb、Se、TlまたはCdを含有しないことが好ましい。
本発明の第2の光ファイバはたとえば次のようにして作製される。
所定の原料を混合し、金ルツボ、白金ルツボ、アルミナルツボ、石英ルツボやイリジウムルツボ中に入れ、大気雰囲気中において800〜1300℃で溶融しコアガラス融液およびクラッドガラス融液を作製する。得られた融液を所定のモールドにキャストして、コアガラスとクラッドガラスを複合化したプリフォームを作製する。このプリフォームを延伸して光ファイバを作製する。
It is preferable that neither the core glass nor the clad glass of the second optical fiber of the present invention contains Pb, As, Sb, Se, Tl or Cd.
The second optical fiber of the present invention is manufactured, for example, as follows.
Predetermined raw materials are mixed and placed in a gold crucible, platinum crucible, alumina crucible, quartz crucible or iridium crucible, and melted at 800 to 1300 ° C. in an air atmosphere to prepare a core glass melt and a clad glass melt. The obtained melt is cast into a predetermined mold to prepare a preform in which the core glass and the clad glass are combined. The preform is stretched to produce an optical fiber.

本発明の光ファイバの波長1550nmの光に対するコアの屈折率(nco)は2.1以上、同光に対するクラッドの屈折率(ncl)をncoから減じた値は0.06以上であることが好ましい。
coが2.1未満ではγが小さくなるおそれがある。より好ましくは2.2以上である。
(nco−ncl)が0.06未満では有効断面積(A)が大きくなりすぎるおそれがある。より好ましくは0.08以上である。
clとncoとの間には次式の関係が成り立っていることが好ましい。
0.0005≦(nco−ncl)/nco≦0.2。
In the optical fiber of the present invention, the refractive index (n co ) of the core for light having a wavelength of 1550 nm is 2.1 or more, and the value obtained by subtracting the refractive index (n cl ) of the cladding for the light from n co is 0.06 or more. It is preferable.
If n co is less than 2.1, γ may be small. More preferably, it is 2.2 or more.
If (n co -n cl ) is less than 0.06, the effective area (A) may be too large. More preferably, it is 0.08 or more.
It is preferable that the relationship of the following equation is established between n cl and n co .
0.0005 ≦ (n co −n cl ) / n co ≦ 0.2.

本発明の光ファイバのコア径およびクラッド径はそれぞれ典型的には0.5〜3μm、50〜500μmである。なお、本発明の光ファイバを本発明の光カースイッチの非線形光ファイバに用いる等の場合にはコア径は典型的には2μm以下である。   The core diameter and the cladding diameter of the optical fiber of the present invention are typically 0.5 to 3 μm and 50 to 500 μm, respectively. When the optical fiber of the present invention is used for the nonlinear optical fiber of the optical Kerr switch of the present invention, the core diameter is typically 2 μm or less.

本発明の光ファイバの波長1550nmの光に対するモードフィールド径(D)は、これを本発明の光カースイッチの非線形光ファイバに用いる等の場合には典型的には1.5〜3μmである。1.5μm未満では単一モード石英系光ファイバと融着した場合の接続損失を小さくできなくなるおそれがある。3μm超では前記Aが大きくなりγが小さくなるおそれがある。   The mode field diameter (D) for light having a wavelength of 1550 nm of the optical fiber of the present invention is typically 1.5 to 3 μm when it is used for the nonlinear optical fiber of the optical Kerr switch of the present invention. If it is less than 1.5 μm, the connection loss when fused with a single-mode silica-based optical fiber may not be reduced. If it exceeds 3 μm, A may increase and γ may decrease.

前記Aは10μm以下であることが好ましい。Aが10μm超では大きなγが得にくくなるおそれがあり、より好ましくは5μm以下である。また、Aは2μm以上であることが好ましい。Aが2μm未満では石英ガラス製シングルモードファイバとの接続時に接続ロスが大きくなるおそれがある。より好ましくは3μm以上である。 The A is preferably 10 μm 2 or less. If A exceeds 10 μm 2 , large γ may be difficult to obtain, and more preferably 5 μm 2 or less. A is preferably 2 μm 2 or more. If A is less than 2 μm 2 , connection loss may increase when connecting to a single mode fiber made of quartz glass. More preferably, it is 3 μm 2 or more.

本発明の第1の光ファイバのコアおよびクラッドがいずれもガラスである場合または本発明の第2の光ファイバにおいて、コアガラスのTgからクラッドガラスのTgを減じて得られる差ΔTgの絶対値|ΔTg|は15℃以下であることが好ましい。|ΔTg|が15℃超ではファイバ作製時の成型が困難になるおそれがある。|ΔTg|は、より好ましくは10℃以下、特に好ましくは5℃以下である。
さらに、コアガラスのTgはクラッドガラスのTg以上すなわちΔTg≧0℃であることが好ましい。ΔTgが0℃未満では線引き温度が高くなりコアにおいて結晶析出が起るおそれがある、またはその危険性が高くなる。より好ましくは2℃以上、特に好ましくは5℃以上である。10℃超ではコアガラスおよびクラッドガラスの粘度−温度特性の相違が大きくなり、ファイバ作製を容易にできなくなるおそれがある。より好ましくはΔTgは2〜10℃である。
In the case where both the core and the clad of the first optical fiber of the present invention are made of glass or in the second optical fiber of the present invention, the absolute value of the difference ΔTg obtained by subtracting the Tg of the clad glass from the Tg of the core glass | ΔTg | is preferably 15 ° C. or less. If | ΔTg | exceeds 15 ° C., molding during fiber production may be difficult. | ΔTg | is more preferably 10 ° C. or less, and particularly preferably 5 ° C. or less.
Further, the Tg of the core glass is preferably equal to or higher than the Tg of the clad glass, that is, ΔTg ≧ 0 ° C. If ΔTg is less than 0 ° C., the drawing temperature becomes high, and crystal precipitation may occur in the core, or the risk thereof increases. More preferably, it is 2 degreeC or more, Most preferably, it is 5 degreeC or more. If it exceeds 10 ° C., the difference in viscosity-temperature characteristics between the core glass and the clad glass becomes large, and there is a possibility that the fiber cannot be easily produced. More preferably, ΔTg is 2 to 10 ° C.

また、コアガラスの50〜300℃における平均線膨張係数(α)からクラッドガラスのαを減じた値Δαは−3×10−7〜15×10−7/℃であることが好ましい。Δαがこの範囲外ではプリフォーム作製時に熱割れ等の問題が起こるおそれがある。より好ましくは0〜10×10−7/℃、特に好ましくは0〜5×10−7/℃である。 The value Δα obtained by subtracting α of the cladding glass from the average linear expansion coefficient (α) of the core glass at 50 to 300 ° C. is preferably −3 × 10 −7 to 15 × 10 −7 / ° C. If Δα is outside this range, problems such as thermal cracking may occur during preform production. More preferably, it is 0-10 * 10 < -7 > / degreeC, Most preferably, it is 0-5 * 10 < -7 > / degreeC.

本発明の光ファイバの好ましい態様として、非線形光ファイバの直径が(D+1μm)超である部分がFe、Ni、Co、Mn、Cr、V、Cu、Pr、Nd、Sm、Eu、Er、Tb、Dy、Ho、TmおよびYbからなる群から選ばれる1種以上の光吸収元素を含有する光吸収領域を有し、当該領域の半径方向の幅が少なくとも5μm以上であり、非線形光ファイバの直径が(D+1μm)以下である部分は実質的に光吸収元素を含有しないものが挙げられる。この好ましい態様(以下、本態様という。)を本発明の第2の光ファイバに適用する場合を例にして以下で説明する。なお、Dは波長1550nmの光に対するモードフィールド径であり、半径方向の幅とはたとえば2個の同心円にはさまれる領域においては両円の直径の差の1/2であり、これを単に幅と記載することがある。   As a preferred embodiment of the optical fiber of the present invention, the portion where the diameter of the nonlinear optical fiber exceeds (D + 1 μm) is Fe, Ni, Co, Mn, Cr, V, Cu, Pr, Nd, Sm, Eu, Er, Tb, A light-absorbing region containing one or more light-absorbing elements selected from the group consisting of Dy, Ho, Tm and Yb, the radial width of the region is at least 5 μm, and the diameter of the nonlinear optical fiber is Examples of the portion that is (D + 1 μm) or less include those that do not substantially contain a light absorbing element. This preferred embodiment (hereinafter referred to as this embodiment) will be described below by taking as an example the case of applying to the second optical fiber of the present invention. Note that D is a mode field diameter for light having a wavelength of 1550 nm, and the radial width is, for example, a half of the difference between the diameters of the two circles in a region sandwiched between two concentric circles. May be described.

本態様は本発明の光ファイバを他の光ファイバとパワー調心融着接続する際の接続損失のばらつきを小さくしたい場合に好適である。すなわち、前記接続損失のばらつきの大きな要因としてクラッドモードの存在が考えられるが、本態様においては前記直径が(D+1μm)超である部分に存在する光吸収領域中でのクラッドモード吸収が図られている。
光吸収領域の幅はクラッドモードの吸収が不充分とならないようにするため5μm以上とされる。典型的には10μm以上である。
This aspect is suitable when it is desired to reduce the variation in connection loss when the optical fiber of the present invention is connected to another optical fiber by power alignment fusion. That is, the existence of a cladding mode is considered as a major factor in the variation in the connection loss. In this embodiment, the cladding mode absorption is achieved in the light absorption region existing in the portion where the diameter exceeds (D + 1 μm). Yes.
The width of the light absorption region is set to 5 μm or more so that the absorption in the cladding mode does not become insufficient. Typically, it is 10 μm or more.

また、前記直径が(D+1μm)以下である部分が実質的に光吸収元素を含有しないものとすることにより伝送損失の増大の防止が図られている。通常、光ファイバの直径が(D+3μm)以下である部分が実質的に光吸収元素を含有しないものとされる。
この実質的に光吸収元素を含有しない領域の直径は通常(D+50μm)以下とされる。(D+50μm)超では前記クラッドモード吸収が不充分になるおそれがある。Dが5μm以下の場合前記直径は典型的には45μm以下である。
Further, the increase in transmission loss is prevented by making the portion whose diameter is (D + 1 μm) or less substantially not contain a light absorbing element. Usually, the portion where the diameter of the optical fiber is (D + 3 μm) or less is substantially free of a light absorbing element.
The diameter of the region which does not substantially contain the light absorbing element is usually (D + 50 μm) or less. If it exceeds (D + 50 μm), the cladding mode absorption may be insufficient. When D is 5 μm or less, the diameter is typically 45 μm or less.

典型的なクラッドの断面は光ファイバ半径方向に同心円状の層構造を有するものであり、2層構造が代表的である。2層構造のコア側(内側)の層は光吸収元素を含有しない層であり、その外側の層は光吸収領域である。
内側の層は光ファイバの直径が(D+1μm)以下の領域のクラッドを覆わなければならない。その幅はコア径とDの差が0.5μm未満の場合典型的には2μm以上である。
A typical cross section of the clad has a concentric layer structure in the radial direction of the optical fiber, and a two-layer structure is typical. The core side (inner side) layer of the two-layer structure is a layer not containing a light absorbing element, and the outer layer is a light absorbing region.
The inner layer must cover the cladding in the region where the diameter of the optical fiber is (D + 1 μm) or less. The width is typically 2 μm or more when the difference between the core diameter and D is less than 0.5 μm.

光吸収元素としてはCoまたはErが典型的である。
光吸収領域の光吸収元素含有量は本発明の光ファイバの使用目的に応じて適切に選択されるべきものであるが、光吸収元素がCoまたはErである場合を例にこの選択方法について以下で説明する。
Co or Er is typical as the light absorbing element.
The content of the light absorbing element in the light absorbing region should be appropriately selected according to the purpose of use of the optical fiber of the present invention, and this selection method will be described below using the case where the light absorbing element is Co or Er as an example. I will explain it.

光吸収領域が光吸収元素としてCoのみを含有する場合について同領域による波長が1550nmの光に対する減衰効果を調べたところ、その減衰率α’(単位:dB)、同領域中のCoの質量百万分率表示含有量m(単位:ppm)および光ファイバ長さz(単位:m)との間には次式が成立し、次式中のaが1.6×10−1であることを見出した。
α’=a×m×z
Coの代わりにErを含有する場合についても同様のことが認められ、Erに係るaは3.9×10−3であった。
前記α’は20dB以上とすることが好ましく、より好ましくは40dB以上である。
When the light absorption region contains only Co as a light absorption element, the attenuation effect on the light having a wavelength of 1550 nm by the region was examined. The attenuation rate α ′ (unit: dB) and the mass of Co in the region The following equation is established between the percentage display content m (unit: ppm) and the optical fiber length z (unit: m), and a in the following equation is 1.6 × 10 −1. I found.
α ′ = a × m × z
The same was recognized when Er was contained instead of Co, and a according to Er was 3.9 × 10 −3 .
Α ′ is preferably 20 dB or more, and more preferably 40 dB or more.

光ファイバの長さが2mであってCoのみを含有する場合には前記mを125ppm以上、同じくErのみを含有する場合にはmを5060ppm以上とすることにより、前記α’を40dB以上とすることが可能になる。
一方、光吸収領域の光吸収元素含有量は50000ppm以下であることが好ましい。50000ppm超ではガラスが不安定になるおそれがある。より好ましくは10000ppm以下である。
When the length of the optical fiber is 2 m and only Co is contained, the m is 125 ppm or more, and when only Er is contained, the α is 40 dB or more by setting m to 5060 ppm or more. It becomes possible.
On the other hand, the light absorbing element content in the light absorbing region is preferably 50000 ppm or less. If it exceeds 50,000 ppm, the glass may become unstable. More preferably, it is 10,000 ppm or less.

本態様のクラッドは半径方向において組成が一定ではないので通常はその屈折率も同方向において一定ではない。したがって前記nclはクラッド断面が2層構造である場合には内側の層の屈折率であり、外側の層の屈折率は通常nclとは異なる。 Since the clad of this embodiment has a constant composition in the radial direction, its refractive index is usually not constant in the same direction. Therefore, the n cl is the refractive index of the inner layer when the clad cross section has a two-layer structure, and the refractive index of the outer layer is usually different from n cl .

表のBiからCeOまでの欄にモル%表示で示す組成となるように原料を調合、混合して250gの調合原料を作製した。この調合原料を白金ルツボに入れ大気雰囲気中で1100℃に2時間保持して溶解し、得られた溶融ガラスを板状に流し出し、引続き表のTgの欄に℃単位で示す温度に4時間保持後常温まで冷却する徐冷を行った。例1〜4は本発明の第2の光ファイバのコアガラスに、例5、6は同光ファイバのクラッドガラスにそれぞれ好適なガラスである。また、例6のガラスを母ガラスとしこれにCoを質量百万分率表示で150ppm添加した組成を有する例6Coのガラスを同様にして作製した。 The raw materials were prepared and mixed so as to have a composition represented by mol% in the columns from Bi 2 O 3 to CeO 2 in the table, to prepare 250 g of the prepared raw material. This prepared raw material is put into a platinum crucible and melted by holding at 1100 ° C. for 2 hours in the air atmosphere, and the resulting molten glass is poured out into a plate shape, and then continuously at a temperature indicated in ° C. in the column of Tg for 4 hours. After holding, it was gradually cooled to room temperature. Examples 1 to 4 are glasses suitable for the core glass of the second optical fiber of the present invention, and Examples 5 and 6 are glasses suitable for the clad glass of the optical fiber. A glass of Example 6Co having a composition in which the glass of Example 6 was used as a mother glass and 150 ppm of Co was added thereto in terms of parts by mass was produced in the same manner.

例1〜6のガラスについて、Tg(単位:℃)およびΔT(単位:℃)を示差熱分析により、50〜300℃における平均線膨張係数α(単位:×10−7/℃)を熱機械分析装置(TMA)により、密度d(単位:g/cm)を島津製作所社製の比重測定装置SGM−300によりそれぞれ測定した。
また、得られたガラスを厚み2mm、大きさ20mm×20mmの板状に加工後その両面を鏡面研磨してサンプル板とし、波長1550nmの光に対する屈折率nをメトリコン社製モデル2010プリズムカプラを用いて測定した。
以上の測定結果を表に示す(表中の「−」は測定しなかったことを示す。)。
また、例6CoのガラスのTg、nを同様にして測定した結果、それぞれ366℃、2.127であった。
For the glasses of Examples 1 to 6, Tg (unit: ° C.) and ΔT (unit: ° C.) were determined by differential thermal analysis, and the average linear expansion coefficient α (unit: × 10 −7 / ° C.) at 50 to 300 ° C. was determined as the thermal machine. The density d (unit: g / cm 3 ) was measured by an analyzer (TMA) using a specific gravity measuring device SGM-300 manufactured by Shimadzu Corporation.
Further, after processing the obtained glass into a plate shape having a thickness of 2 mm and a size of 20 mm × 20 mm, both surfaces thereof are mirror-polished to obtain a sample plate, and a refractive index n with respect to light having a wavelength of 1550 nm is used as a model 2010 prism coupler manufactured by Metricon. Measured.
The above measurement results are shown in the table ("-" in the table indicates that measurement was not performed).
Further, Tg and n of the glass of Example 6Co were measured in the same manner, and were 366 ° C. and 2.127, respectively.

また、例2のガラスをコアガラス、例5のガラスをクラッドガラスとする光ファイバ1を次のようにして作製した。なお、光ファイバ1は本発明の第2の光ファイバである。
まず、例2のガラスを溶融して内径が10mm、高さが180mmであるSUS310S製の茶筒状モールド(底面を有する円筒状モールド)に流し出し、徐冷してロッド状ガラスとした。なお、溶融は先に述べたと同様にして行った。
次に、このロッド状ガラスを430℃でリドローし直径5mmのロッドガラスとした。
An optical fiber 1 having the glass of Example 2 as the core glass and the glass of Example 5 as the clad glass was produced as follows. The optical fiber 1 is the second optical fiber of the present invention.
First, the glass of Example 2 was melted and poured into a SUS310S tea tube mold (cylindrical mold having a bottom surface) having an inner diameter of 10 mm and a height of 180 mm, and slowly cooled to obtain a rod-shaped glass. The melting was performed in the same manner as described above.
Next, this rod-shaped glass was redrawn at 430 ° C. to obtain a rod glass having a diameter of 5 mm.

一方、例5のガラスからなり、外径が15mm、内径が7mm、高さが150mmであるガラス管を4本作製した。
前記ロッドガラスを前記ガラス管のうちの1本に入れ、ガラス管内部を真空ポンプで真空に保ちつつ440℃でガラス管とロッドガラスを同時にリドローし、直径5mmのガラスロッドを作製した。
このガラスロッドを前記ガラス管の残り3本のうちの1本に入れ、同様にしてリドローして直径5mmのガラスロッドを作製した。
On the other hand, four glass tubes made of the glass of Example 5 having an outer diameter of 15 mm, an inner diameter of 7 mm, and a height of 150 mm were produced.
The rod glass was put into one of the glass tubes, and the glass tube and the rod glass were simultaneously redrawn at 440 ° C. while keeping the inside of the glass tube with a vacuum pump to produce a glass rod having a diameter of 5 mm.
This glass rod was put into one of the remaining three glass tubes and redrawn in the same manner to produce a glass rod having a diameter of 5 mm.

前記ガラス管の残りの2本を用いてこれをさらに2回繰り返し、コア径が0.06mm、外径が5mmであるプリフォームを作製した。
このプリフォームを445℃で線引きし、コア径が1.72μm、ファイバ径が125μmである光ファイバ1を作製した。
This was repeated two more times using the remaining two glass tubes to produce a preform having a core diameter of 0.06 mm and an outer diameter of 5 mm.
This preform was drawn at 445 ° C. to produce an optical fiber 1 having a core diameter of 1.72 μm and a fiber diameter of 125 μm.

光ファイバ1の前記Dは2.0μmであるので、有効断面積Aは3.3μmである。 Since the D of the optical fiber 1 is 2.0 μm, the effective area A is 3.3 μm 2 .

光ファイバ1のγを4光波混合により測定した。すなわち、波長が1550nmである光をポンプ光とし、1549.5nm、1549nm、1548.5nmと0.5nm刻みでポンプ光波長から離れた波長を有する信号光をカプラを通して同時に光ファイバ(長さ2m)に入射し、その出力を光スペクトラムアナライザで観察した。この時アイドラー光と信号光の比rを計測した。   The γ of the optical fiber 1 was measured by four-wave mixing. That is, light having a wavelength of 1550 nm is used as pump light, and signal light having wavelengths away from the pump light wavelength in increments of 1559.5 nm, 1549 nm, 1548.5 nm and 0.5 nm is simultaneously transmitted through the coupler to an optical fiber (length 2 m). The output was observed with an optical spectrum analyzer. At this time, the ratio r between the idler light and the signal light was measured.

rとγの間の下記関係式からγの値を見積ったところ、γは1330W−1km−1であった。なお、下記関係式において、Pavは光ファイバ中を通る平均のポンプパワー、zは光ファイバの長さである。
r=(γPavz)
また、光ファイバ1の波長1550nmにおける非線形屈折率n’は、前記Aおよびγの値から1.1×10−18−1であると見積もられる。
When the value of γ was estimated from the following relational expression between r and γ, γ was 1330 W −1 km −1 . In the following relational expression, P av is the average pump power passing through the optical fiber, and z is the length of the optical fiber.
r = (γP av z) 2 .
The nonlinear refractive index n ′ at the wavelength of 1550 nm of the optical fiber 1 is estimated to be 1.1 × 10 −18 m 2 W −1 from the values of A and γ.

また、例2のガラスをコアガラス、例6のガラスをクラッドの内側層ガラス、例6Coのガラスをクラッドの外側層ガラスとする、クラッドが2層構造である光ファイバ2を次のようにして作製した。なお、この光ファイバ2は前記本態様の光ファイバである。
まず、光ファイバ1の作製においてしたと同様にして例2のガラスからなるロッド状ガラスを作製し、このロッド状ガラスを430℃でリドローして直径3mmのロッドガラスを得た。
一方、例6のガラスからなり外径が15mm、内径が4mm、高さが150mmのガラス管を2本、例6Coのガラスからなる同じ形状のガラス管を1本それぞれ作製した。
An optical fiber 2 in which the glass of Example 2 is a core glass, the glass of Example 6 is a clad inner layer glass, the glass of Example 6Co is a clad outer layer glass, and the clad is a two-layer structure is as follows. Produced. The optical fiber 2 is the optical fiber of the present aspect.
First, a rod-like glass made of the glass of Example 2 was produced in the same manner as in the production of the optical fiber 1, and this rod-like glass was redrawn at 430 ° C. to obtain a rod glass having a diameter of 3 mm.
On the other hand, two glass tubes made of the glass of Example 6 having an outer diameter of 15 mm, an inner diameter of 4 mm, and a height of 150 mm, and one glass tube of the same shape made of the glass of Example 6Co were prepared.

前記ロッドガラスを前記例6のガラスからなるガラス管のうちの1本に入れ、ガラス管内部を真空ポンプで真空に保ちつつ440℃でガラス管とロッドガラスを同時にリドローし、直径3.5mmのガラスロッドを作製した。
このガラスロッドを前記例6のガラスからなるガラス管の残りの1本に入れ、同様にリドローして直径3.5mmのガラスロッドを作製した。
The rod glass was put into one of the glass tubes made of the glass of Example 6, and the glass tube and the rod glass were simultaneously redrawn at 440 ° C. while keeping the inside of the glass tube in a vacuum with a vacuum pump. A glass rod was produced.
This glass rod was put into the remaining one of the glass tubes made of the glass of Example 6, and similarly redrawn to produce a glass rod having a diameter of 3.5 mm.

この直径3.5mmのガラスロッドを前記例6Coのガラスからなるガラス管に入れ、先に述べたと同様にして真空に保ちつつ440℃でリドローし、コア径が0.059mm、外径が5.1mmであるプリフォームを作製した。
このプリフォームを440℃で線引きし、コア径が1.64μm、ファイバ径が125μmである光ファイバ2を作製した。
この光ファイバ2のクラッドの内側層の外径すなわち内側層と外側層の境界の直径は29.4μmであり、外側層は光吸収領域であってその幅は47.8μmである。
This glass rod having a diameter of 3.5 mm was put into a glass tube made of the glass of Example 6Co and redrawed at 440 ° C. while maintaining a vacuum in the same manner as described above. The core diameter was 0.059 mm and the outer diameter was 5. A preform of 1 mm was produced.
This preform was drawn at 440 ° C. to produce an optical fiber 2 having a core diameter of 1.64 μm and a fiber diameter of 125 μm.
The outer diameter of the inner layer of the clad of the optical fiber 2, that is, the diameter of the boundary between the inner layer and the outer layer is 29.4 μm, the outer layer is a light absorption region, and its width is 47.8 μm.

光ファイバ2の前記DおよびAはそれぞれ1.97μm、3.04μmである。
また、そのγおよびn’について光ファイバ1の場合と同様にして見積もったところそれぞれ1100W−1km−1、8.9×10−18−1であった。
The D and A of the optical fiber 2 are 1.97 μm and 3.04 μm 2 , respectively.
Further, the γ and n 'optical fiber 1 when the similar manner, respectively 1100W -1 miles -1 was estimated for, was 8.9 × 10 -18 m 2 W -1 .

長さが4mである光ファイバ1および2を用意し、これらに波長が1550nm、パワーが−30dBm(=0.001mW)である光を入力し、パワーメータで出力をモニターした。その後、各光ファイバについて50cmずつ切り取って長さを短くし同様に出力をモニターするということをファイバ長さが50cmになるまで繰り返した。各ファイバ長さに対し前記出力をプロットし、その傾きから伝播損失を見積もった(カットバック法)。その結果、光ファイバ1、2の伝播損失はそれぞれ、1.9dB/m、0.8dB/mであった。
光ファイバ2の伝播損失が光ファイバ1に比べて小さくなったのは、前者における前記ΔTgが3℃であるのに対し後者におけるΔTgが0℃であり、その結果前者における線引き温度を後者における線引き温度よりも5℃低い440℃とでき、コアにおける結晶析出が抑制されたからであると考えられる。
Optical fibers 1 and 2 having a length of 4 m were prepared. Light having a wavelength of 1550 nm and a power of −30 dBm (= 0.001 mW) was input thereto, and the output was monitored with a power meter. After that, 50 cm was cut for each optical fiber, the length was shortened, and the output was monitored in the same manner until the fiber length reached 50 cm. The output was plotted against each fiber length, and propagation loss was estimated from the slope (cutback method). As a result, the propagation losses of the optical fibers 1 and 2 were 1.9 dB / m and 0.8 dB / m, respectively.
The propagation loss of the optical fiber 2 is smaller than that of the optical fiber 1 because the ΔTg in the former is 3 ° C. whereas the ΔTg in the latter is 0 ° C. As a result, the drawing temperature in the former is reduced to that in the latter. This is considered to be because 440 ° C., which is 5 ° C. lower than the temperature, was achieved, and crystal precipitation in the core was suppressed.

前記4光波混合による測定は光ファイバ1、2をそれぞれNAが0.35である高NA石英系光ファイバ(Nuferan社製UHNA4)と融着接続し、そのUHNA4を標準的なシングルモード石英系光ファイバと融着接続したものを用いて行った。
光ファイバ1、2とUHNA4の融着接続はパワー調心法によって行ったが、その接続損失のばらつきについてもそれぞれのファイバについて20回融着接続を行って測定した。結果を表2に示すが、クラッドが2層構造でありその外側の層が光吸収領域である光ファイバ2において接続損失ばらつきが顕著に減少していることがわかる。
In the measurement by the four-wave mixing, the optical fibers 1 and 2 are fusion-spliced with a high NA silica-based optical fiber (UHNA4 manufactured by Nuferan) each having an NA of 0.35, and the UHNA4 is standard single-mode silica-based light. This was performed using a fusion spliced fiber.
The fusion splicing of the optical fibers 1 and 2 and the UHNA 4 was performed by the power alignment method, but the dispersion of the connection loss was also measured by performing fusion splicing for each fiber 20 times. The results are shown in Table 2, and it can be seen that the variation in connection loss is significantly reduced in the optical fiber 2 in which the clad has a two-layer structure and the outer layer is a light absorption region.

Figure 2005352445
Figure 2005352445

Figure 2005352445
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本発明の光スイッチはたとえばOTDM方式の超高速光スイッチングに利用できる可能性がある。また、本発明の光ファイバはたとえば本発明の光スイッチに利用できる可能性がある。   The optical switch of the present invention may be used for, for example, OTDM type ultra-high speed optical switching. Further, the optical fiber of the present invention may be used for the optical switch of the present invention, for example.

本発明の光カースイッチを説明するための図。The figure for demonstrating the optical car switch of this invention.

Claims (18)

その一端から直線偏光信号光および直線偏光制御光を入射できる非線形光ファイバの当該一端に少なくとも直線偏光信号光を入射し、同光ファイバの他の一端から出射した光を検光子に導き、制御光を信号光と同時に入射するか否かに応じて信号光を透過もしくは遮断または遮断もしくは透過する光カースイッチであって、非線形光ファイバの波長1550nmの光に対する非線形係数が470W−1km−1以上である光カースイッチ。 At least linearly polarized signal light is incident on the one end of the nonlinear optical fiber that can receive linearly polarized signal light and linearly polarized control light from one end thereof, and light emitted from the other end of the optical fiber is guided to the analyzer to control light. Is an optical Kerr switch that transmits or blocks or blocks or transmits signal light according to whether or not it is incident simultaneously with the signal light, and has a nonlinear coefficient of 470 W −1 km −1 or more for light having a wavelength of 1550 nm of the nonlinear optical fiber. Is an optical car switch. 非線形光ファイバの長さが10m以下である請求項1に記載の光カースイッチ。   The optical Kerr switch according to claim 1, wherein the length of the nonlinear optical fiber is 10 m or less. 制御光のピークパワーが500mW以下である請求項1または2に記載の光カースイッチ。   The optical car switch according to claim 1 or 2, wherein the peak power of the control light is 500 mW or less. 制御光のピークパワーと非線形光ファイバの長さの積が5W・m以下である請求項1、2または3に記載の光カースイッチ。   4. The optical Kerr switch according to claim 1, wherein the product of the peak power of the control light and the length of the nonlinear optical fiber is 5 W · m or less. 非線形光ファイバのコアおよびクラッドがいずれもガラスである請求項1〜4のいずれかに記載の光カースイッチ。   The optical Kerr switch according to any one of claims 1 to 4, wherein both the core and the cladding of the nonlinear optical fiber are glass. コアガラスのガラス転移点が300℃以上である請求項5に記載の光カースイッチ。   The optical car switch according to claim 5, wherein the glass transition point of the core glass is 300 ° C or higher. 請求項5または6に記載の光カースイッチであって、非線形光ファイバのコアが下記酸化物基準のモル%表示で、Bi 60〜70%、B 10〜15.5%、Ga 6.5〜12.5%、In 1〜10%、ZnO 1〜10%、MgO+CaO+SrO+BaO 0.5〜7%、CeO 0〜2%、から本質的になるガラスであり、同光ファイバのクラッドが下記酸化物基準のモル%表示で、Bi 50〜60%、B 18〜28%、Ga 4〜15%、In 1〜10%、ZnO 1〜10%、MgO+CaO+SrO+BaO 1〜8%、LiO+NaO+KO 0.1〜2%、CeO 0〜2%、から本質的になるガラスである光カースイッチ。 7. The optical Kerr switch according to claim 5, wherein the core of the nonlinear optical fiber is expressed in terms of mol% based on the following oxide, Bi 2 O 3 60 to 70%, B 2 O 3 10 to 15.5%. , Ga 2 O 3 6.5 to 12.5%, In 2 O 3 1 to 10%, ZnO 1 to 10%, MgO + CaO + SrO + BaO 0.5 to 7%, CeO 2 0 to 2%. And the clad of the optical fiber is expressed in terms of mol% based on the following oxide, Bi 2 O 3 50-60%, B 2 O 3 18-28%, Ga 2 O 3 4-15%, In 2 O 3 1~10%, ZnO 1~10%, MgO + CaO + SrO + BaO 1~8%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 0.1~2%, optical Kerr switch is a glass consisting essentially of CeO 2 0~2%,. 非線形光ファイバの波長1550nmの光に対するモードフィールド径をDとして、非線形光ファイバの直径が(D+1μm)超である部分がFe、Ni、Co、Mn、Cr、V、Cu、Pr、Nd、Sm、Eu、Er、Tb、Dy、Ho、TmおよびYbからなる群から選ばれる1種以上の光吸収元素を含有する光吸収領域を有し、当該領域の半径方向の幅が少なくとも5μm以上であり、非線形光ファイバの直径が(D+1μm)以下である部分は実質的に光吸収元素を含有しない請求項5、6または7に記載の光カースイッチ。   A portion where the diameter of the nonlinear optical fiber is greater than (D + 1 μm) is Fe, Ni, Co, Mn, Cr, V, Cu, Pr, Nd, Sm, Having a light absorbing region containing one or more light absorbing elements selected from the group consisting of Eu, Er, Tb, Dy, Ho, Tm and Yb, the radial width of the region being at least 5 μm, 8. The optical Kerr switch according to claim 5, 6 or 7, wherein a portion of the nonlinear optical fiber having a diameter of (D + 1 μm) or less contains substantially no light absorbing element. 光吸収領域が含有する光吸収元素がCoであり、当該領域におけるCoの質量百万分率表示含有量が125〜50000ppmである請求項8に記載の光カースイッチ。   9. The optical car switch according to claim 8, wherein the light absorbing element contained in the light absorbing region is Co, and the content expressed in mass parts per million of the Co in the region is 125 to 50000 ppm. 波長1550nmの光に対する非線形係数が1100W−1km−1以上である非線形光ファイバ。 Nonlinear optical fiber nonlinear coefficient for light having a wavelength 1550nm is 1100W -1 miles -1 or more. コアおよびクラッドがいずれもガラスである請求項10に記載の非線形光ファイバ。   The nonlinear optical fiber according to claim 10, wherein both the core and the clad are glass. コアガラスのガラス転移点が300℃以上である請求項11に記載の非線形光ファイバ。   The nonlinear optical fiber according to claim 11, wherein the glass transition point of the core glass is 300 ° C. or higher. コアが下記酸化物基準のモル%表示で、Bi 60〜70%、B 10〜15.5%、Ga 6.5〜12.5%、In 1〜10%、ZnO 1〜10%、MgO+CaO+SrO+BaO 0.5〜7%、CeO 0〜2%、から本質的になるガラスであり、クラッドが下記酸化物基準のモル%表示で、Bi 50〜60%、B 18〜28%、Ga 4〜15%、In 1〜10%、ZnO 1〜10%、MgO+CaO+SrO+BaO 1〜8%、LiO+NaO+KO 0.1〜2%、CeO 0〜2%、から本質的になるガラスである非線形光ファイバ。 The core is expressed in terms of mol% based on the following oxide, Bi 2 O 3 60 to 70%, B 2 O 3 10 to 15.5%, Ga 2 O 3 6.5 to 12.5%, In 2 O 3 1 10%, ZnO 1 to 10%, MgO + CaO + SrO + BaO 0.5 to 7%, CeO 2 0 to 2%, and the cladding is represented by mol% on the basis of the following oxide, Bi 2 O 3 50~60%, B 2 O 3 18~28 %, Ga 2 O 3 4~15%, In 2 O 3 1~10%, 1~10% ZnO, MgO + CaO + SrO + BaO 1~8%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 A nonlinear optical fiber which is a glass consisting essentially of O 0.1-2% and CeO 2 0-2%. 波長1550nmの光に対する非線形係数が1100W−1km−1以上である請求項13に記載の非線形光ファイバ。 The nonlinear optical fiber according to claim 13, wherein a nonlinear coefficient for light having a wavelength of 1550 nm is 1100 W −1 km −1 or more. 波長1550nmの光に対するコアの屈折率が2.1以上、同光に対するクラッドの屈折率nclを前記コアの屈折率から減じた値が0.06以上である請求項10〜14のいずれかに記載の非線形光ファイバ。 The refractive index of the core for light having a wavelength of 1550 nm is 2.1 or more, and the value obtained by subtracting the refractive index n cl of the cladding for the light from the refractive index of the core is 0.06 or more. The nonlinear optical fiber described. コア径が2μm以下である請求項10〜15のいずれかに記載の非線形光ファイバ。   The nonlinear optical fiber according to claim 10, wherein the core diameter is 2 μm or less. 請求項10〜16のいずれかに記載の非線形光ファイバであって、その波長1550nmの光に対するモードフィールド径をDとして、非線形光ファイバの直径が(D+1μm)超である部分がFe、Ni、Co、Mn、Cr、V、Cu、Pr、Nd、Sm、Eu、Er、Tb、Dy、Ho、TmおよびYbからなる群から選ばれる1種以上の光吸収元素を含有する光吸収領域を有し、当該領域の半径方向の幅が少なくとも5μm以上であり、非線形光ファイバの直径が(D+1μm)以下である部分は実質的に光吸収元素を含有しない非線形光ファイバ。   The nonlinear optical fiber according to any one of claims 10 to 16, wherein a portion where the diameter of the nonlinear optical fiber exceeds (D + 1 μm) is Fe, Ni, Co, where D is a mode field diameter for light having a wavelength of 1550 nm. , Mn, Cr, V, Cu, Pr, Nd, Sm, Eu, Er, Tb, Dy, Ho, Tm, and a light absorbing region containing one or more light absorbing elements selected from the group consisting of Yb A portion in which the width of the region in the radial direction is at least 5 μm or more and the diameter of the nonlinear optical fiber is (D + 1 μm) or less substantially does not contain a light absorbing element. 光吸収領域が含有する光吸収元素がCoであり、当該領域におけるCoの質量百万分率表示含有量が125〜50000ppmである請求項17に記載の非線形光ファイバ。
The nonlinear optical fiber according to claim 17, wherein the light-absorbing element contained in the light-absorbing region is Co, and the Co content in parts per million by mass in the region is 125 to 50000 ppm.
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