JP2006524628A - 希土類酸化物、アルミナ、およびドーパントとしてのジルコニアを含有するガラスの光導波路における使用 - Google Patents

希土類酸化物、アルミナ、およびドーパントとしてのジルコニアを含有するガラスの光導波路における使用 Download PDF

Info

Publication number
JP2006524628A
JP2006524628A JP2006509194A JP2006509194A JP2006524628A JP 2006524628 A JP2006524628 A JP 2006524628A JP 2006509194 A JP2006509194 A JP 2006509194A JP 2006509194 A JP2006509194 A JP 2006509194A JP 2006524628 A JP2006524628 A JP 2006524628A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
reo
zro
hfo
weight percent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006509194A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006524628A5 (ja
Inventor
ティー． アンダーソン，マーク
ディー． バッド，ケントン
ゼッド． ローゼンフランツ，アナトリー
アール． シャルド，クレイグ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Innovative Properties Co
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Publication of JP2006524628A publication Critical patent/JP2006524628A/ja
Publication of JP2006524628A5 publication Critical patent/JP2006524628A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/0632—Thin film lasers in which light propagates in the plane of the thin film
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00—Fibre or filament compositions
    • C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
    • C03C13/048—Silica-free oxide glass compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/125—Silica-free oxide glass compositions containing aluminium as glass former
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • C03C4/0071—Compositions for glass with special properties for laserable glass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/17—Solid materials amorphous, e.g. glass

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

本発明は、基板の表面上に希土類ドーパントがドーピングされたガラスを含む光導波路を提供する。このガラスは、（ａ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、該ガラスの全重量を基準にして、該ガラスの少なくとも８０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含むか；（ｂ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、該ガラスの全重量を基準にして、該ガラスの少なくとも７０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、かつ該ガラスが、２０重量パーセント以下のＳｉＯ2と２０重量パーセント以下のＢ2Ｏ3とを含有するか；または（ｃ）該ガラスの全重量を基準にして、少なくとも４０重量パーセントのＡｌ2Ｏ3と、Ａｌ2Ｏ3以外の第１の金属酸化物とを含み、Ａｌ2Ｏ3と第１の金属酸化物とが、全体として、該ガラスの少なくとも８０重量パーセントを含むことを特徴とする。

Description

本発明は、光導波路における希土類酸化物および酸化アルミニウムを含有するガラスの使用に関する。
光導波路は、当技術分野で公知であり、所望の経路に沿って光信号を搬送するために使用される。導波路は、プレーナー形状であってもファイバー形態であってもよい。これらの光導波路は、典型的には、基板上に堆積された薄膜材料またはクラッドに取り囲まれたコア材料のいずれかを有する。材料は、光信号用の導波経路を形成するための形状および光学特性を有する。いくつかのタイプの光導波路はまた、導波路中に入力された光信号の増幅をも行いうる。一般的には、導波路増幅器は、外部コヒーレント光源（すなわちレーザー）によりポンピングされて、電子をより高いエネルギーバンドに導入する。より高いエネルギーバンドに導入された後、導波路を通る光信号が増幅されるように、より低いエネルギーバンドへの遷移が起こる。
小型の高パワー密度デバイスの製造では、均一媒体中に大量のドーパントを溶解する材料が必要とされる。ドーパントイオンのクラスター化が原因で、シリカ系ガラスの使用は、低ドーパント濃度が使用可能である用途（すなわち比較的大型のデバイス）に制限される。光信号処理、光信号増幅、および高パワー密度レーザー適用に供されるコンパクトなデバイスが継続して望まれてきたため、現用のガラスよりも高濃度のドーパントを担持しうる新しい光導波路材料の開発に拍車がかかっている。
一つの面において、本発明は、光導波路を提供する。光導波路は、基板と、基板上の希土類ドープガラスとを含み、ガラスが、（ａ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、ガラスの全重量を基準にして、ガラスの少なくとも８０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含むか；（ｂ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、ガラスの全重量を基準にして、ガラスの少なくとも７０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、かつガラスが、２０重量パーセント以下のＳｉＯ2と２０重量パーセント以下のＢ2Ｏ3とを含有するか；または（ｃ）ガラスの全重量を基準にして、少なくとも４０重量パーセントのＡｌ2Ｏ3と、Ａｌ2Ｏ3以外の第１の金属酸化物とを含み、Ａｌ2Ｏ3と第１の金属酸化物とが、全体として、ガラスの少なくとも８０重量パーセントを含む；ことを特徴とする。
他の面において、本発明は、コア材料とコア材料を取り囲むクラッドとを有するガラスファイバーを含む光導波路を提供する。この光導波路は、コア材料が、希土類ドーパントがドーピングされたガラスを含み、ガラスが、（ａ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、ガラスの全重量を基準にして、ガラスの少なくとも８０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含むか；（ｂ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、ガラスの全重量を基準にして、ガラスの少なくとも７０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、かつガラスが、２０重量パーセント以下のＳｉＯ2と２０重量パーセント以下のＢ2Ｏ3とを含有するか；または（ｃ）ガラスの全重量を基準にして、少なくとも４０重量パーセントのＡｌ2Ｏ3と、Ａｌ2Ｏ3以外の第１の金属酸化物とを含み、Ａｌ2Ｏ3と第１の金属酸化物とが、全体として、ガラスの少なくとも８０重量パーセントを含む；ことを特徴とする。
他の面において、本発明は、光ポンプ光を提供する光ポンプ源と、光ポンプ源からの該光ポンプ光を受け取るように結合された光導波路と、を含む光増幅器を提供する。この光増幅器は、該光導波路が、希土類ドーパントがドーピングされたガラスを含み、ガラスが、（ａ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、ガラスの全重量を基準にして、ガラスの少なくとも８０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含むか；（ｂ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、ガラスの全重量を基準にして、ガラスの少なくとも７０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、かつガラスが、２０重量パーセント以下のＳｉＯ2と２０重量パーセント以下のＢ2Ｏ3とを含有するか；または（ｃ）ガラスの全重量を基準にして、少なくとも４０重量パーセントのＡｌ2Ｏ3と、Ａｌ2Ｏ3以外の第１の金属酸化物とを含み、Ａｌ2Ｏ3と第１の金属酸化物とが、全体として、ガラスの少なくとも８０重量パーセントを含む；ことを特徴とする。
他の面において、本発明は、希土類ドーパントがドーピングされたガラスを含む光導波路に有用なガラスを提供する。このガラスは、（ａ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、ガラスの全重量を基準にして、ガラスの少なくとも８０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含むか；（ｂ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、ガラスの全重量を基準にして、ガラスの少なくとも７０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、かつガラスが、２０重量パーセント以下のＳｉＯ2と２０重量パーセント以下のＢ2Ｏ3とを含有するか；または（ｃ）ガラスの全重量を基準にして、少なくとも４０重量パーセントのＡｌ2Ｏ3と、Ａｌ2Ｏ3以外の第１の金属酸化物とを含み、Ａｌ2Ｏ3と第１の金属酸化物とが、全体として、ガラスの少なくとも８０重量パーセントを含む；ことを特徴とする。
他の面において、本発明は、光信号を増幅する方法を提供する。この方法は、（１）希土類ドーパントがドーピングされたガラスを含む光導波路に光信号を入力するステップであって、該ガラスは、（ａ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、ガラスの全重量を基準にして、ガラスの少なくとも８０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含むか；（ｂ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、ガラスの全重量を基準にして、ガラスの少なくとも７０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、かつガラスが、２０重量パーセント以下のＳｉＯ2と２０重量パーセント以下のＢ2Ｏ3とを含有するか；または（ｃ）ガラスの全重量を基準にして、少なくとも４０重量パーセントのＡｌ2Ｏ3と、Ａｌ2Ｏ3以外の第１の金属酸化物とを含み、Ａｌ2Ｏ3と第１の金属酸化物とが、全体として、ガラスの少なくとも８０重量パーセントを含むようなステップ；そして（２）該光導波路にポンプ光を適用して、該導波路が光入力信号に光利得を提供するようにするステップ；を含む。
「希土類ドーパント」とは、その電子の励起に応じて光放出を提供しかつＲＥＯとは異なった材料であるドーパントを意味する。希土類ドーパントとしては、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、またはそれらの他の化合物、およびそれらの混合物を含むドーパントが挙げられる。
「ガラス」とは、ガラス転移温度を呈するアモルファス物質を意味する。
「希土類酸化物」とは、酸化セリウム（たとえばＣｅＯ2）、酸化ジスプロシウム（たとえばＤｙ2Ｏ3）、酸化エルビウム（たとえばＥｒ2Ｏ3）、酸化ユウロピウム（たとえばＥｕ2Ｏ3）、酸化ガドリニウム（たとえばＧｄ2Ｏ3）、酸化ホルミウム（たとえばＨｏ2Ｏ3）、酸化ランタン（たとえばＬａ2Ｏ3）、酸化ルテチウム（たとえばＬｕ2Ｏ3）、酸化ネオジム（たとえばＮｄ2Ｏ3）、酸化プラセオジム（たとえばＰｒ6Ｏ11）、酸化サマリウム（たとえばＳｍ2Ｏ3）、酸化テルビウム（たとえばＴｂ2Ｏ3）、酸化トリウム（たとえばＴｈ4Ｏ7）、酸化ツリウム（たとえばＴｍ2Ｏ3）、および酸化イッテルビウム（たとえばＹｂ2Ｏ3）、ならびにそれらの組合せを意味する。
「ＲＥＯ」とは、希土類酸化物を意味する。
「Ｔg」とは、示差熱分析により決定されるガラス転移温度を意味する。
導波路および増幅器
図１は、本発明の一実施形態に係る光導波路１０の断面図である。光導波路１０は、シリコン基板１２上に堆積された形で示されており、希土類ドープ層１４を含む。希土類ドープ層１４は、下側低屈折率層１６と上側低屈折率層１８の２層のクラッド層間に挟設されている。図１の光導波路は、単に例示を目的としたものにすぎない。本明細書に記載のガラスは、ドープ材料を利用する任意の導波路構成で使用可能である。
本発明に係る光導波路は、「チャネル」導波路、「リッジ」導波路、「ストリップ装荷」導波路、および「拡散」または「イオン交換」導波路、ならびにファイバー形態の導波路として知られる構成を包含しうる。図２〜６は、導波路１００、２００、３００、４００、および５００として示されるそのような実施形態の断面図を示している。図２〜４では、希土類ドープガラス１０２、２０２、３０２、４０２は、シリコン基板１０４、２０４、３０４、４０４上に堆積された下側低屈折率層に隣接している。上側低屈折率層２０６、３０６は、いくつかの実施形態では、希土類ドープガラス２０２、３０２に接触している。図６では、希土類ドープガラスコア５０２は、低屈折率クラッド５０４に取り囲まれている。本発明に係る光導波路に使用するのに有用な低屈折率材料の例としては、ＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、ならびにたとえば、ランタン、アルミニウム、および／または酸化ジルコニウムを含むガラス（アンドープ）が挙げられる。いくつかの場合には、光導波路のガラスとして、以下に記載されているようなアンドープガラスを使用することが望ましいこともある。
図７は、光導波路２２を含有する例示的な標準的導波路増幅器構成２０を示している。光信号は、光アイソレーター２４および導波路分割多重化（ＷＤＭ）カプラー２６を介して光導波路２２中に入力される。光ポンプ源２８からの光ポンプ信号もまた、ＷＤＭカプラー２６を介して光導波路２２中に入力される。光導波路２２からの増幅出力信号は、第２の光アイソレーター３０を介して出力される。光アイソレーター２４、３０は、それぞれ、光導波路２２から入力ポートへの逆方向反射および出力ポートからの逆方向反射を回避するために組み込まれている。上記の導波路増幅器構成は、単に例示を目的としたものである。導波路増幅器に関するより詳細な情報は、米国特許第６，４９０，０８１号明細書に見いだしうる。本発明に係る光導波路は、光信号を増幅するために使用される任意の構成に有用でありうる。
ガラス
本発明に係る導波路に使用されるガラスは、希土類ドーパント用のホスト材料として使用される。「希土類ドーパント」と「ＲＥＯ」が両方とも本発明に係るガラス中に存在する場合、希土類ドーパントとＲＥＯは異なる。
本発明に係るいくつかの実施形態では、ガラスは、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方とを含み、それぞれ、ガラスの全重量を基準にして、ガラスの少なくとも８０重量パーセント（いくつかの実施形態では、少なくとも８５、９０、９５、さらには１００重量パーセント）は、それぞれ、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方とを含む。
本発明に係るいくつかの実施形態では、ガラスは、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、それぞれ、ガラスの全重量を基準にして、ガラスの少なくとも８０重量パーセント（いくつかの実施形態では、少なくとも８５、９０、９５、さらには１００重量パーセント）は、それぞれ、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含む。
本発明に係るいくつかの実施形態では、ガラスは、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方とを含み、それぞれ、ガラスの全重量を基準にして、ガラスの少なくとも６０重量パーセント（いくつかの実施形態では、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、さらには少なくとも１００重量パーセント）は、それぞれ、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方とを含み、ガラスは、それぞれ、２０重量パーセント以下（いくつかの実施形態では、１５、１０、５重量パーセント以下、さらにはゼロ重量パーセント）のＳｉＯ2と、２０重量パーセント以下（いくつかの実施形態では、１５、１０、５重量パーセント以下、さらにはゼロ重量パーセント）のＢ2Ｏ3と、を含有する。
本発明に係るいくつかの実施形態では、ガラスは、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、それぞれ、ガラスの全重量を基準にして、ガラスの少なくとも６０重量パーセント（いくつかの実施形態では、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、さらには少なくとも１００重量パーセント）は、それぞれ、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、ガラスは、それぞれ、２０重量パーセント以下（いくつかの実施形態では、１５、１０、５重量パーセント未満、さらにはゼロ重量パーセント）のＳｉＯ2と、２０重量パーセント以下（いくつかの実施形態では、１５、１０、５重量パーセント以下、さらにはゼロ重量パーセント）のＢ2Ｏ3とを含有する。
本発明に係るいくつかの実施形態では、ガラスは、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方とを含み、それぞれ、ガラスの全重量を基準にして、ガラスの少なくとも６０重量パーセント（いくつかの実施形態では、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、さらには少なくとも１００重量パーセント）は、それぞれ、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方とを含み、ガラスは、それぞれ、全体として、４０重量パーセント以下（いくつかの実施形態では、３５、３０、２５、２０、１５、１０、５重量パーセント以下、さらにはゼロ重量パーセント）のＳｉＯ2およびＢ2Ｏ3を含有する。
本発明に係るいくつかの実施形態では、ガラスは、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、それぞれ、ガラスの全重量を基準にして、ガラスの少なくとも６０重量パーセント（いくつかの実施形態では、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、さらには少なくとも１００重量パーセント）は、それぞれ、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、ガラスは、それぞれ、全体として、４０重量パーセント以下（いくつかの実施形態では、３５、３０、２５、２０、１５、１０、５重量パーセント以下、さらにはゼロ重量パーセント）のＳｉＯ2およびＢ2Ｏ3を含有する。
本発明に係るいくつかの実施形態では、ガラスは、ガラスの全重量を基準にして、少なくとも３５重量パーセント（いくつかの実施形態では、少なくとも４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、さらには少なくとも７５重量パーセント）のＡｌ2Ｏ3と、Ａｌ2Ｏ3以外の第１の金属酸化物（たとえば、Ｙ2Ｏ3、ＲＥＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｕＯ、ＮｉＯ、およびＦｅ2Ｏ3）と、場合により、Ａｌ2Ｏ3以外の第２（第３など）の異なる金属酸化物（たとえば、Ｙ2Ｏ3、ＲＥＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｕＯ、ＮｉＯ、およびＦｅ2Ｏ3）とを含み、それぞれ、ガラスの全重量を基準にして、Ａｌ2Ｏ3、第１の金属酸化物、および第２の金属酸化物は、全体として、ガラスの少なくとも８０重量パーセント（いくつかの実施形態では、少なくとも８５、９０、９５、または１００重量パーセント）を含み、ガラスは、全体として、２０重量パーセント以下（いくつかの実施形態では、１５、１０、５、４、３、２、１重量パーセント以下、さらにはゼロ重量パーセント）のＢ2Ｏ3、ＧｅＯ2、ＳｉＯ2、ＴｅＯ2、およびＶ2Ｏ5を含有する。
ガラスおよびドープガラスは、たとえば、適切な金属酸化物源を加熱（火炎中の加熱を含む）して溶融体（望ましくは、均一な溶融体）を形成してから溶融体を急速に冷却させてアモルファス材料を提供することにより、作製可能である。金属酸化物源および他の添加剤は、ガラスの作製に使用される方法および装置に適した任意の形態をとりうる。望ましい冷却速度には、１０Ｋ／ｓ以上の冷却速度が包含される。アモルファス材料の実施形態は、たとえば、任意の好適な炉（たとえば、誘導加熱炉、ガス燃焼炉、もしくは電気炉）中で、またはたとえばプラズマ中で、金属酸化物源を溶融することにより、作製可能である。得られた溶融体は冷却される（たとえば、冷却媒体（たとえば、高速エアジェット、液体、金属プレート（冷却金属プレートを含む）、金属ロール（冷却金属ロールを含む）、金属ボール（冷却金属ボールを含む）など）中に溶融体を排出する）。
さらに、溶融体およびガラスを作製するための他の方法としては、気相急冷法、溶融急冷法、プラズマ溶射法、およびガス噴霧法または遠心噴霧法が挙げられる。プラズマ溶射法に関するさらなる詳細事項については、たとえば、２００２年８月２日出願の米国出願番号第１０／２１１，６４０号である同時係属出願（その開示内容は、参照により本明細書に組み入れられるものとする）を参照されたい。
ガス噴霧法には、原料粒子を溶融してそれらを溶融体に変換することが含まれる。そのような溶融体の細いストリームを破壊エアジェットとの接触を介して噴霧する（すなわち、ストリームを微細なドロップレットに分割する）。次に、粒子（たとえば、ビーズ）を構成する得られた実質的に離散した略楕円体状アモルファス材料を回収する。ビーズサイズの例としては、約５マイクロメートル〜約３ｍｍの範囲内の直径を有するものが挙げられる。溶融急冷法は、たとえば、米国特許第５，６０５，８７０号明細書（その開示内容は、参照により本明細書に組み入れられるものとする）に開示されているように行うことができる。米国特許第６，４８２，７５８号明細書（その開示内容は、参照により本明細書に組み入れられるものとする）などに開示されているようなレーザービーム加熱を利用する無容器ガラス形成法もまた、ガラスを作製するのに有用でありうる。
ガラスは、たとえば、米国特許第６，２５４，９８１号明細書（その開示内容は、参照により本明細書に組み入れられるものとする）に開示されているような火炎融合を利用して作製することができる。この方法では、金属酸化物源材料は、バーナー（たとえば、メタン−空気バーナー、アセチレン−酸素バーナー、水素−酸素バーナーなど）中に直接供給され（たとえば、「原料粒子」と呼ばれることもある粒子の形態で）、次に、たとえば、水、冷却油、空気などで急冷される。原料粒子は、たとえば、金属酸化物源を粉砕、凝集（たとえば、スプレー乾燥）、溶融、または焼結させることにより、形成することができる。火炎に供給される原料粒子のサイズは、一般的には、粒子を構成する得られるアモルファス材料のサイズを決定する。
ガラスの実施形態はまた、自由落下冷却を含むレーザースピン溶融法、テイラーワイヤー法、プラズマトロン法、ハンマー・アンド・アンビル法、遠心急冷法、エアガンスプラット冷却法、一本ローラー急冷法および二本ローラー急冷法、ローラー−プレート急冷法、ならびにペンダントドロップ溶融急冷法のような他の方法により得ることもできる（たとえば、セラミックスの急速固化（Ｒａｐｉｄ Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）、ブロックウェイ（Ｂｒｏｃｋｗａｙ）ら著、金属およびセラミックス情報センター（Ｍｅｔａｌｓ Ａｎｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ）、防衛情報解析センターの一部門（Ａ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｃｅｎｔｅｒ）、オハイオ州コロンバス（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，ＯＨ）、１９８４年１月（その開示内容は、参照として本明細書に組み入れられるものとする）を参照されたい）。ガラスの実施形態はまた、好適な前駆体の熱分解（火炎支援またはレーザー支援またはプラズマ支援を含む）、金属前駆体の物理気相合成（ＰＶＳ）、スパッタリング（ＰＶＤ）のような物理気相堆積、および機械化学処理のような他の方法により得ることも可能である。
冷却速度は、急冷されるアモルファス材料の特性を変化させると考えられる。たとえば、ガラスのガラス転移温度、密度、および他の特性は、典型的には、冷却速度によって変化する。
冷却時に所望の酸化状態などを保持したりかつ／またはそれに影響を及ぼしたりすべく、還元環境、中性環境、または酸化環境のような制御雰囲気の下で急速冷却を行うことも可能である。雰囲気はまた、過冷却液体からの結晶化動力学的挙動に影響を及ぼすことによりアモルファス材料形成に影響を及ぼしうる。たとえば、空気中と比較してアルゴン雰囲気中で結晶化を伴うことなくＡｌ2Ｏ3溶融体の過冷却を増大させることが報告されている。
ガラスはまた、ゾル−ゲル法により作製することもできる。ゾル−ゲル法は、水性または有機性の液体媒体中のディスパージョン、ゾル、または溶液の形態で前駆体組成物を形成するステップを含む。これらの方法のさらなる詳細事項は、ゾル−ゲル科学（Ｓｏｌ−Ｇｅｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ）、シー・ジェフレイ・ブリンカー（Ｃ．Ｊｅｆｆｒｅｙ Ｂｒｉｎｋｅｒ）およびジョージ・ダブリュー・シェーラー（Ｇｅｏｒｇｅ Ｗ．Ｓｃｈｅｒｅｒ）著、アカデミック・プレス（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ）刊、１９９０年（その開示内容は、参照により本明細書に組み入れられるものとする）に見いだすことができる。他の粉末作製方法は、揮発性有機溶媒中に溶解された１種以上のグリコラトポリメタロオキサンを含有する前駆体をスプレー熱分解する方法であり；この方法に関する詳細事項は、米国特許第５，９５８，３６１号明細書（その開示内容は、参照により本明細書に組み入れられるものとする）に見いだすことができる。
Ａｌ2Ｏ3（理論酸化物基準）の供給源としては、商業的供給源を含めて、ボーキサイト（天然産ボーキサイトおよび合成製造ボーキサイトの両方を含む）、仮焼ボーキサイト、水和アルミナ（たとえば、ベーマイトおよびギブサイト）、アルミニウム、バイヤー法アルミナ、アルミニウム鉱石、ガンマアルミナ、アルファアルミナ、アルミニウム塩、硝酸アルミニウム、およびそれらの組合せが挙げられる。Ａｌ2Ｏ3源は、Ａｌ2Ｏ3を含有するものであってもよいし、Ａｌ2Ｏ3だけを提供するものであってもよい。他の選択肢として、Ａｌ2Ｏ3源は、Ａｌ2Ｏ3を含有するかまたはそれを提供するものであってもよいし、Ａｌ2Ｏ3以外の１種以上の金属酸化物（複合Ａｌ2Ｏ3・金属酸化物（たとえば、Ｄｙ3Ａｌ5Ｏ12、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12、ＣｅＡｌ11Ｏ18など）よりなる材料またはそれを含有する材料を含む）を含有するかまたはそれを提供するものであってもよい。
希土類酸化物の供給源としては、商業的供給源を含めて、希土類酸化物粉末、希土類金属、希土類含有鉱石（たとえば、バストネサイトおよびモナザイト）、希土類塩、希土類硝酸塩、および希土類炭酸塩が挙げられる。希土類酸化物源は、希土類酸化物を含有するものであってもよいし、希土類酸化物だけを提供するものであってもよい。他の選択肢として、希土類酸化物源は、希土類酸化物と、さらには希土類酸化物以外の１種以上の金属酸化物（複合希土類酸化物または他の金属酸化物（たとえば、Ｄｙ3Ａｌ5Ｏ12、ＣｅＡｌ11Ｏ18など）よりなる材料またはそれを含有する材料を含む）と、を含有するかまたはそれを提供するものであってもよい。
Ｙ2Ｏ3（理論酸化物基準）の供給源としては、商業的供給源を含めて、酸化イットリウム粉末、イットリウム、イットリウム含有鉱石、およびイットリウム塩（たとえば、イットリウムの炭酸塩、硝酸塩、塩化物、水酸化物、およびそれらの組合せ）が挙げられる。Ｙ2Ｏ3源は、Ｙ2Ｏ3を含有するものであってもよいし、Ｙ2Ｏ3だけを提供するものであってもよい。他の選択肢として、Ｙ2Ｏ3源は、Ｙ2Ｏ3と、さらにはＹ2Ｏ3以外の１種以上の金属酸化物（複合Ｙ2Ｏ3・金属酸化物（たとえば、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12）よりなる材料またはそれを含有する材料を含む）と、を含有するかまたはそれを提供するものであってもよい。
ＺｒＯ2（理論酸化物基準）の供給源としては、商業的供給源を含めて、酸化ジルコニウム粉末、ジルコンサンド、ジルコニウム、ジルコニウム含有鉱石、およびジルコニウム塩（たとえば、ジルコニウムの炭酸塩、酢酸塩、硝酸塩、塩化物、水酸化物、およびそれらの組合せ）が挙げられる。これに加えてまたは他の選択肢として、ＺｒＯ2源は、ＺｒＯ2と、さらにはハフニアのような他の金属酸化物と、を含有するかまたはそれを提供するものであってもよい。ＨｆＯ2（理論酸化物基準）の供給源としては、商業的供給源を含めて、酸化ハフニウム粉末、ハフニウム、ハフニウム含有鉱石、およびハフニウム塩が挙げられる。これに加えてまたは他の選択肢として、ＨｆＯ2源は、ＨｆＯ2と、ＺｒＯ2のような他の金属酸化物と、を含有するかまたはそれを提供するものであってもよい。
他の有用な金属酸化物としては、理論酸化物基準で、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｏＯ、Ｆｅ2Ｏ3、ＧｅＯ2、Ｌｉ2Ｏ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、ＮｉＯ、Ｎａ2Ｏ、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＳｎＯ2、ＳｒＯ、ＴｉＯ2、ＺｎＯ、およびそれらの組合せが挙げられうる。供給源としては、商業的供給源を含めて、酸化物それ自体、複合酸化物、鉱石、炭酸塩、酢酸塩、硝酸塩、塩化物、水酸化物などが挙げられる。これらの金属酸化物は、得られるガラスの物理的特性を改変するためにかつ／または処理を改善するために、添加される。これらの金属酸化物は、たとえば、所望の特性に依存して、典型的には、ガラスの０〜５０重量パーセントで、いくつかの実施形態では好ましくは０〜２５重量パーセントで、より好ましくは０〜２０重量パーセントで、任意の位置に添加される。
導波路の作製方法
本発明の導波路は、一般的には、当業者に公知の製造手段により作製可能である。たとえば、チャネル導波路（図２参照）は、低屈折率クラッド上にドープガラス層を堆積させてから標準的リソグラフィーまたはフォトリソグラフィーを用いてラインを規定することにより、作製可能である。リソグラフィーに続いて、通常、低屈折率トップクラッドの堆積が行われる。リッジ導波路（図３参照）は、ドープガラス層が完全にはエッチング除去されないこと以外は、チャネル導波路に類似している。ストリップ装荷導波路（図４参照）は、ドープガラスの平面層上に低屈折率クラッドのストリップを配置することにより作製しうる。拡散導波路（図５参照）は、低屈折率基板中にドープガラスを内方拡散させることにより作製しうる。スパッタリングのような当技術分野で公知の方法により、ドープガラスを低屈折率層またはクラッド上に堆積し、続いて、フォトリソグラフィーによりラインまたはリッジを規定しうる。他の選択肢として、スパッタリングのような当技術分野で公知の方法により、ドープガラスを低屈折率層またはクラッド上に堆積し、次に、ドープガラス層を低屈折率層で被覆しうる（図６参照）。ファイバーのコアとして本明細書に記載のドープガラスを用いるガラスファイバーは、「希土類ドープファイバー型のレーザーおよび増幅器（Ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒ ｌａｓｅｒｓ ａｎｄ ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ）」、エム・ジェイ・エフ・ディゴネット（Ｍ．Ｊ．Ｆ．Ｄｉｇｏｎｎｅｔ）編、１９９３年、マーセル・デッカー・インコーポレーテッド（Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．）刊ならびに米国特許第６，４８４，５３９Ｂ１号明細書および同第６，４９０，０８１Ｂ１号明細書に記載されているような周知の方法により、作製しうる。
本発明の利点および実施形態について以下の実施例によりさらに説明するが、これらの実施例に記載の特定の材料およびその量ならびに他の条件および細目は、本発明を過度に限定するように解釈されるべきものでない。部およびパーセントはすべて、とくに明示されていないかぎり、重量基準である。
比較例Ａ〜Ｅおよび実施例１〜１８
１００グラム（ｇ）の表１に示される成分をポリエチレンボトルに充填した。約４００ｇのジルコニアミリングメディア（ニュージャージー州ブルックのトソー・セラミックス、ディビジョン・オブ・バウンド（Ｔｏｓｏｈ Ｃｅｒａｍｉｃｓ，Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ Ｂｏｕｎｄ，Ｂｒｏｏｋ，ＮＪ）から商品名「ＹＴＺ」として入手した）を１００ｍＬの蒸留脱イオン水と共にボトルに添加した。混合物を１２０ｒｐｍで２４時間ミリングした。使用した原材料の供給元を以下の表２に列挙する。約４３重量％の酸化物収率を考慮して、Ｅｒ（ＮＯ3）・５Ｈ2Ｏ（ウィスコンシン州ミルウォーキーのアルドリッチ・ケミカル・カンパニー（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手した）としてＥｒ源を導入した。ミリング後、ミリングメディアを除去し、スラリーをガラス（「パイレックス（登録商標）（ＰＹＲＥＸ（登録商標））」）パン上に注ぎ、ヒートガンを用いて乾燥させた。火炎中で溶融する前に、電気加熱炉（カリフォルニア州ピコリベラのケイス・ファーナスズ（Ｋｅｉｔｈ Ｆｕｒｎａｃｅｓ ｏｆ Ｐｉｃｏ Ｒｉｖｅｒａ，ＣＡ）から商品名「モデルＫＫＳＫ−６６６−３１００（Ｍｏｄｅｌ ＫＫＳＫ−６６６−３１００）」として入手した）内、空気中、１３００℃で、乾燥粒子を１時間仮焼した。出発成分を６５〜７０重量パーセントの水性スラリーとしてゼグバリ（Ｓｚｅｇｖａｒｉ）アトライターミル（オハイオ州アクロンのユニオン・プロセス（Ｕｎｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ，Ａｋｒｏｎ，ＯＨ））でミリングしたこと以外は比較例Ａと類似した手順で、実施例１および２を作製した。ミリング時間は、５０％パワーで２時間であった。ビーズ形成後、空気中、９９０℃で、実施例１５を１時間アニーリングした。
乳鉢および乳棒で粉砕した後、多相粒子の一部を水素／酸素トーチ炎中に供給した。多相粒子を溶融して溶融ガラスビーズを生成するために使用した水素トーチは、ベスレヘム（Ｂｅｔｈｌｅｈｅｍ）卓上バーナー（ペンシルバニア州ヘラータウンのベスレヘム・アパレイタス・コーポレーション（Ｂｅｔｈｌｅｈｅｍ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｃｏ．，Ｈｅｌｌｅｒｔｏｗｎ，ＰＡ）から入手したＰＭ２ＤモデルＢ）であった。内側リングでは、水素流量は８標準リットル毎分（ＳＬＰＭ）であり、酸素流量は３ＳＬＰＭであった。外側リングでは、水素流量は２３ＳＬＰＭであり、酸素流量は９．８ＳＬＰＭであった。乾燥された所定サイズの粒子を水素トーチ炎中に直接供給して溶融し、冷水を流しながら傾斜ステンレス鋼表面（幅約２０インチ、傾斜角４５度）に移した（約２ｇｌ／分）。
得られた溶融急冷粒子をパン中で捕集し、１１０℃で乾燥させた。粒子の形状は球状であり、サイズは、数十マイクロメートルから２５０マイクロメートルまでさまざまであった。続いて、−１４０＋２３０メッシュ画分（米国標準試験篩）を保持するように粒子を等級付けした。
次のようにアーク溶融することにより、実施例８を作製した。少量の乾燥粉末をアーク放電炉（モデルＮｏ．５Ｔ／Ａ ３９４２０；ニューハンプシャー州ナシュアのセントル・バキューム・インダストリーズ（Ｃｅｎｔｏｒｒ Ｖａｃｕｕｍ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｎａｓｈｕａ，ＮＨ）製）中で溶融した。炉チャンバー内に位置する冷却銅プレート上に約１ｇの乾燥粉末を配置した。炉チャンバーを減圧し、次に、２ｐｓｉの（１３．８ｋＰａ）圧力のアルゴンガスで再充填した。電極とプレートとの間でアークを当てた。アーク放電により生成された温度は、仮焼フレークを急速溶融するのに十分な程度に高かった。溶融が終了した後、溶融体を均一化させるために、材料を溶融状態で約１０秒間保持した。アークを遮断し、そのままの状態で溶融体を冷却させることにより、得られた溶融体を急速冷却させた。少量のサンプルおよび水冷銅プレートの大きな熱降下能力により、急速冷却を確保した。炉へのパワー供給を停止した１分後以内に、融合材料を炉から取り出した。水冷銅プレートの表面上の溶融体の冷却速度は１００℃／秒を超えていたものと推定される。融合材料は、透明ガラスビーズの形態であった（ビーズの最大直径を測定したところ、２．８ｍｍであった）。
Figure 2006524628
Figure 2006524628
フォトルミネセンス
ファイバーポンプ／集光スキームを用いて、フォトルミネセンスデータを取得した。試験される組成のビーズを、ｘ−ｙ−ｚトランスレーター上に取り付けられた第１の光ファイバーの端に垂下させた。トランスレーターを用いることにより、水平方向に向けられかつ軸が第１のファイバーの軸に垂直である第２の光ファイバーの切断端のごく近傍内にビーズを配置した。波長分割マルチプレクサー（ＷＤＭ）を介して、約９８０ｎｍの波長の光を放出するポンプレーザーを第２のファイバーの他端に結合させた。ポンプ光は、第２のファイバーの切断端から送出されて、ビーズに入射した。ビーズにより放出された蛍光を第２のファイバーにより集光し、ＷＤＭに方向付けた。ＷＤＭでは、１４５０〜１７００ｎｍの波長範囲内の光が、測定用の光スペクトルアナライザー（ＯＳＡ）に方向付けられる。取付け操作および初期アライメント操作を光学顕微鏡下で観察し、最大蛍光が得られるように（ＯＳＡでモニターしたとき）、ビーズ位置を最適化した。ＯＳＡで記録された蛍光データを解析し、ピーク波長と、半値全幅（ＦＷＨＭ）により測定されるピークの幅と、を求めた。与えられている蛍光データは、類似の組成の３個のビーズの平均から得たものである。
発光減衰曲線の解析から、励起状態の寿命を決定した。ＷＤＭからの１４５０〜１７００ｎｍ光を、デジタイジングオシロスコープに結合された高速フォトダイオードに方向付けた。外部信号ジェネレーターを用いることにより、約１０Ｈｚの繰返し数、約２５ミリ秒（ｍｓ）の継続時間の方形パルスでポンプレーザーを駆動させた。オシロスコープ上の１０〜１２８個の測定値を平均した後、データをコンピューターに転送して解析した。報告された寿命は、ポンプパルスの終了時点から蛍光信号がそのピーク値の３６．８％（１／ｅ）に減少する時点までの時間として定義される１／ｅ寿命である。与えられている寿命値は、類似の組成の３個のビーズの平均から得たものである。
表３は、すべてのサンプルに対するフォトルミネセンスデータを示している。Ｌpeakは、ビーズからの発光エネルギーのピーク波長（ｎｍ）であり、ＦＷＨＭは、ピークの半値全幅であり、そして寿命は、発光減衰曲線の解析から決定された励起状態の寿命である。
Figure 2006524628
実施例１９−導波路増幅器
２６７．６ｇのＬａ2Ｏ3、２０７．７８ｇのＡｌ2Ｏ3、１１８．５６ｇのＺｒＯ2、および１３．９２ｇのＥｒ（ＮＯ3）・５Ｈ2Ｏを、ポリウレタン内張りジャーに充填した（使用した原材料の供給元を表２に列挙する）。約１０００ｇのジルコニアミリングメディア（ニュージャージー州ブルックのトソー・セラミックス，ディビジョン・オブ・バウンド（Ｔｏｓｏｈ Ｃｅｒａｍｉｃｓ，Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ Ｂｏｕｎｄ，Ｂｒｏｏｋ，ＮＪ）から商品名「ＹＴＺ」として入手した）を６００ｍＬの蒸留脱イオン水と共にジャーに添加した。混合物を１２０ｒｐｍで２４時間ミリングした。ミリング後、ミリングメディアを除去し、スラリーをガラス（「パイレックス（登録商標）（ＰＹＲＥＸ（登録商標））」）パン上に注ぎ、ヒートガンを用いて乾燥させた。火炎中で溶融する前に、電気加熱炉（カリフォルニア州ピコリベラのケイス・ファーナスズ（Ｋｅｉｔｈ Ｆｕｒｎａｃｅｓ，Ｐｉｃｏ Ｒｉｖｅｒａ，ＣＡ）から商品名「モデルＫＫＳＫ−６６６−３１００（Ｍｏｄｅｌ ＫＫＳＫ−６６６−３１００）」として入手した）内、空気中、１３００℃で、乾燥粒子を１時間仮焼した。
実施例１９の球状粒子を実施例１〜１８に記載されているように作製した。
スパッタード・フィルムズ・インコーポレーテッド（Ｓｐｕｔｔｅｒｅｄ Ｆｉｌｍｓ， Ｉｎｃ．）製のリサーチＳ−ガン（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓ−Ｇｕｎ）（ターボポンプ式スパッターシステム）に嵌入するように機械加工されたステンレス鋼バッキングに球状粒子をプラズマ溶射することにより（ミネソタ州セントポールのプレシジョン・コーティングス・インコーポレーテッド（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｃｏａｔｉｎｇｓ，Ｉｎｃ．，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）で利用可能なプラズマ溶射サービス）、ＲＦスパッターターゲットを作製した。プラズマ溶射により、光学的顕微鏡法を用いて決定したときに１．１ｍｍの近似厚さを有するターゲット材料のフィルムを作製した。
ＲＦスパッタリングチャンバーは、同一バッチで６つまでのウェーハにコーティングを施すことのできる遊星構成を有する。１３．５６ＭＨｚのＲＦパワー供給出力は、基板にバイアスがかかるようにターゲットと遊星システムとにパワーを割り当てるパワースプリッターに送られる。両電極は、専用のＲＦマッチング回路を有する。プラズマ溶射ターゲット材料は、０．２３Ｐａ（１．７ｍＴｏｒｒ）の圧力、８５０ワットのターゲットパワーで、堆積させた。アルゴンおよび酸素を、それぞれ、２５標準立法センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）および５ｓｃｃｍの流量でスパッタリングガスとして使用した。堆積フィルムの緻密化に役立てるべく、約４０ワットのパワーで遊星システムにバイアスをかけた。
ターゲット材料の０．９マイクロメートルの厚膜を、パターニングされた直径３インチのシリコンウェーハ上にスパッタリングした。このウェーハは、ＰＥＣＶＤ法を用いてシリコン表面上に直接に堆積された厚さ８マイクロメートルのＳｉＯ2クラッド層を有していた。ポジ型フォトレジスト（マサチューセッツ州マールボロのシップレイ・カンパニー（Ｓｈｉｐｌｅｙ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍａｒｌｂｏｒｏｕｇｈ，ＭＡ）から入手可能なシップレイＳ１８１８（Ｓｈｉｐｌｅｙ Ｓ１８１８）を、ＳｉＯ2クラッドの上にパターニングした。このパターンは、２〜１００マイクロメートルの範囲内の種々の幅を有する導波路リッジのネガ画像を有していた。実施例１９の材料を堆積させた後、フォトレジストのリフトオフの促進に役立つ緩衝化フッ化水素酸（１：６ ＨＦ：ＮＨ4Ｆ）中でウェットエッチングすることにより、６．５分間かけて露出ＳｉＯ2クラッド中に０．４マイクロメートルのアンダーカットを設けた。
堆積後、フォトレジスト除去剤（シップレイ１１６５（Ｓｈｉｐｌｅｙ １１６５））を含有する約５０℃の超音波浴中にウェーハを浸漬させた。すぐ上にあるターゲット材料を伴ってフォトレジストをウェーハからリフトオフし、堆積前にフォトレジストパターニングによりチャンネルが設けられていた場所にドープガラスの導波路リッジを残存させた。
本明細書に記載の光導波路の一実施形態の断面図である。 本明細書に記載の光導波路の他の実施形態の断面図である。 本明細書に記載の光導波路の他の実施形態の断面図である。 本明細書に記載の光導波路の他の実施形態の断面図である。 本明細書に記載の光導波路の他の実施形態の断面図である。 本明細書に記載の光導波路の他の実施形態の断面図である。 本発明に係る光導波路増幅器構成の一実施形態の説明図である。

Claims (26)

  1. 基板と；
    該基板の表面上の希土類ドーパントがドーピングされたガラスと；
    を含む光導波路であって、該ガラスが、
    （ａ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、該ガラスの全重量を基準にして、該ガラスの少なくとも８０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含むか；
    （ｂ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、該ガラスの全重量を基準にして、該ガラスの少なくとも７０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、かつ該ガラスが、２０重量パーセント以下のＳｉＯ2と２０重量パーセント以下のＢ2Ｏ3とを含有するか；または
    （ｃ）該ガラスの全重量を基準にして、少なくとも４０重量パーセントのＡｌ2Ｏ3と、Ａｌ2Ｏ3以外の第１の金属酸化物とを含み、Ａｌ2Ｏ3と第１の金属酸化物とが、全体として、該ガラスの少なくとも８０重量パーセントを含む；
    ことを特徴とする、光導波路。
  2. 前記希土類ドーパントが、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、またはそれらの他の化合物、およびそれらの混合物よりなる群から選択される、請求項１に記載の光導波路。
  3. 前記希土類ドーパントがエルビウムを含む、請求項１に記載の光導波路。
  4. ＲＥＯがＬａ2Ｏ3を含む、請求項１に記載の光導波路。
  5. 前記第１の金属酸化物が、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｏＯ、Ｆｅ2Ｏ3、ＧｅＯ2、Ｌｉ2Ｏ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、ＮｉＯ、Ｎａ2Ｏ、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｒＯ、ＴｉＯ2、ＺｎＯ、およびそれらの組合せよりなる群から選択される、請求項１に記載の光導波路。
  6. 前記基板がシリコンまたはＳｉＯ2を含む、請求項１に記載の光導波路。
  7. コア材料と該コア材料を取り囲むクラッドとを有するガラスファイバーを含む光導波路であって、該コア材料が、
    希土類ドーパントがドーピングされたガラス、
    を含み、該ガラスが、
    （ａ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、該ガラスの全重量を基準にして、該ガラスの少なくとも８０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含むか；
    （ｂ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、該ガラスの全重量を基準にして、該ガラスの少なくとも７０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、かつ該ガラスが、２０重量パーセント以下のＳｉＯ2と２０重量パーセント以下のＢ2Ｏ3とを含有するか；または
    （ｃ）該ガラスの全重量を基準にして、少なくとも４０重量パーセントのＡｌ2Ｏ3と、Ａｌ2Ｏ3以外の第１の金属酸化物とを含み、Ａｌ2Ｏ3と第１の金属酸化物とが、全体として、該ガラスの少なくとも８０重量パーセントを含む；
    ことを特徴とする、光導波路。
  8. 前記希土類ドーパントが、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、またはそれらの他の化合物、およびそれらの混合物よりなる群から選択される、請求項７に記載の光導波路。
  9. 前記希土類ドーパントがエルビウムを含む、請求項７に記載の光導波路。
  10. ＲＥＯがＬａ2Ｏ3を含む、請求項７に記載の光導波路。
  11. 前記第１の金属酸化物が、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｏＯ、Ｆｅ2Ｏ3、ＧｅＯ2、Ｌｉ2Ｏ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、ＮｉＯ、Ｎａ2Ｏ、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＳｎＯ2、ＳｒＯ、ＴｉＯ2、ＺｎＯ、およびそれらの組合せよりなる群から選択される、請求項７に記載の光導波路。
  12. 前記クラッド層がＳｉＯ2を含む、請求項７に記載の光導波路。
  13. 光ポンプ光を提供する光ポンプ源と；
    該光ポンプ源からの該光ポンプ光を受け取るように結合された光導波路と；
    を含む光増幅器であって、該光導波路が、希土類ドーパントがドーピングされたガラスを含み、該ガラスが、
    （ａ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、該ガラスの全重量を基準にして、該ガラスの少なくとも８０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含むか；
    （ｂ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、該ガラスの全重量を基準にして、該ガラスの少なくとも７０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、かつ該ガラスが、２０重量パーセント以下のＳｉＯ2と２０重量パーセント以下のＢ2Ｏ3とを含有するか；または
    （ｃ）該ガラスの全重量を基準にして、少なくとも４０重量パーセントのＡｌ2Ｏ3と、Ａｌ2Ｏ3以外の第１の金属酸化物とを含み、Ａｌ2Ｏ3と第１の金属酸化物とが、全体として、該ガラスの少なくとも８０重量パーセントを含む；
    ことを特徴とする、光増幅器。
  14. 前記希土類ドーパントが、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、またはそれらの他の化合物、およびそれらの混合物よりなる群から選択される、請求項１３に記載の光増幅器。
  15. 前記希土類ドーパントがエルビウムを含む、請求項１３に記載の光増幅器。
  16. ＲＥＯがＬａ2Ｏ3を含む、請求項１３に記載の光増幅器。
  17. 前記第１の金属酸化物が、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｏＯ、Ｆｅ2Ｏ3、ＧｅＯ2、Ｌｉ2Ｏ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、ＮｉＯ、Ｎａ2Ｏ、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｒＯ、ＴｉＯ2、ＺｎＯ、およびそれらの組合せよりなる群から選択される、請求項１３に記載の光増幅器。
  18. 希土類ドーパントがドーピングされたガラスを含む光導波路に有用なガラスであって、該ガラスが、
    （ａ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、該ガラスの全重量を基準にして、該ガラスの少なくとも８０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含むか；
    （ｂ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、該ガラスの全重量を基準にして、該ガラスの少なくとも７０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、かつ該ガラスが、２０重量パーセント以下のＳｉＯ2と２０重量パーセント以下のＢ2Ｏ3とを含有するか；または
    （ｃ）該ガラスの全重量を基準にして、少なくとも４０重量パーセントのＡｌ2Ｏ3と、Ａｌ2Ｏ3以外の第１の金属酸化物とを含み、Ａｌ2Ｏ3と第１の金属酸化物とが、全体として、該ガラスの少なくとも８０重量パーセントを含む；
    ことを特徴とする、ガラス。
  19. 前記希土類ドーパントが、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、またはそれらの他の化合物、およびそれらの混合物よりなる群から選択される、請求項１８に記載のガラス。
  20. 前記希土類ドーパントがエルビウムを含む、請求項１８に記載のガラス。
  21. ＲＥＯがＬａ2Ｏ3を含む、請求項１８に記載のガラス。
  22. 前記第１の金属酸化物が、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｏＯ、Ｆｅ2Ｏ3、ＧｅＯ2、Ｌｉ2Ｏ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、ＮｉＯ、Ｎａ2Ｏ、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＳｎＯ2、ＳｒＯ、ＴｉＯ2、ＺｎＯ、およびそれらの組合せよりなる群から選択される、請求項１８に記載のガラス。
  23. 前記ガラスが、
    （ａ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、該ガラスの全重量を基準にして、該ガラスの少なくとも８０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み；
    （ｂ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、該ガラスの全重量を基準にして、該ガラスの少なくとも７０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、かつ該ガラスが、２０重量パーセント以下のＳｉＯ2と２０重量パーセント以下のＢ2Ｏ3とを含有し；および
    （ｃ）Ａｌ2Ｏ3、ＲＥＯ、ＺｒＯ2又はＨｆＯ2以外の他の金属酸化物を含む；
    ことを特徴とする、請求項１８に記載のガラス。
  24. 前記他の金属酸化物がＴｉＯ2を含む、請求項２３に記載のガラス。
  25. 光信号を増幅する方法であって、下記のステップ：
    （１）希土類ドーパントがドーピングされたガラスを含む光導波路に該光信号を入力するステップであって、該ガラスは、
    （ａ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、該ガラスの全重量を基準にして、該ガラスの少なくとも８０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み；
    （ｂ）Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、該ガラスの全重量を基準にして、該ガラスの少なくとも７０重量パーセントが、全体として、Ａｌ2Ｏ3と、ＲＥＯもしくはＹ2Ｏ3の少なくとも一方と、ＺｒＯ2もしくはＨｆＯ2の少なくとも一方とを含み、かつ該ガラスが、２０重量パーセント以下のＳｉＯ2と２０重量パーセント以下のＢ2Ｏ3とを含有するか；または
    （ｃ）該ガラスの全重量を基準にして、少なくとも４０重量パーセントのＡｌ2Ｏ3と、Ａｌ2Ｏ3以外の第１の金属酸化物とを含み、Ａｌ2Ｏ3と第１の金属酸化物とが、全体として、該ガラスの少なくとも８０重量パーセントを含む；
    ステップ；及び
    （２）該光導波路にポンプ光を適用して、該導波路が該光入力信号に光利得を提供するようにするステップ；
    を含む、方法。
  26. 前記基板が、下側低屈折率層であり、かつ上側低屈折率層をさらに含む、請求項１に記載の光導波路。
JP2006509194A 2003-04-28 2004-03-05 希土類酸化物、アルミナ、およびドーパントとしてのジルコニアを含有するガラスの光導波路における使用 Pending JP2006524628A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/425,039 US7292766B2 (en) 2003-04-28 2003-04-28 Use of glasses containing rare earth oxide, alumina, and zirconia and dopant in optical waveguides
PCT/US2004/006854 WO2004098002A1 (en) 2003-04-28 2004-03-05 Use of glasses containing rare earth oxide, alumina, and zirconia and dopant in optical waveguides

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006524628A true JP2006524628A (ja) 2006-11-02
JP2006524628A5 JP2006524628A5 (ja) 2007-04-05

Family

ID=33299446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006509194A Pending JP2006524628A (ja) 2003-04-28 2004-03-05 希土類酸化物、アルミナ、およびドーパントとしてのジルコニアを含有するガラスの光導波路における使用

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7292766B2 (ja)
EP (1) EP1618632B1 (ja)
JP (1) JP2006524628A (ja)
KR (1) KR20060008926A (ja)
CN (1) CN100377449C (ja)
DE (1) DE602004022033D1 (ja)
WO (1) WO2004098002A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014038926A (ja) * 2012-08-15 2014-02-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光素子およびその製造方法
JP2014038927A (ja) * 2012-08-15 2014-02-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光素子およびその製造方法
JP2016207871A (ja) * 2015-04-24 2016-12-08 三菱電機株式会社 平面導波路、レーザ増幅器及びレーザ発振器

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100522856C (zh) 2001-08-02 2009-08-05 3M创新有限公司 Al2O3-稀土元素氧化物-ZrO2/HfO2材料以及其制造方法
CN101538114B (zh) 2001-08-02 2011-07-13 3M创新有限公司 从玻璃制备制品的方法以及所制备的玻璃陶瓷制品
US8056370B2 (en) 2002-08-02 2011-11-15 3M Innovative Properties Company Method of making amorphous and ceramics via melt spinning
DE10307096A1 (de) * 2003-02-19 2004-09-02 Merck Patent Gmbh Aufdampfmaterial zur Herstellung mittelbrechender optischer Schichten
US7081421B2 (en) * 2004-08-26 2006-07-25 Micron Technology, Inc. Lanthanide oxide dielectric layer
US7588988B2 (en) 2004-08-31 2009-09-15 Micron Technology, Inc. Method of forming apparatus having oxide films formed using atomic layer deposition
DE102004048041B4 (de) * 2004-09-29 2013-03-07 Schott Ag Verwendung eines Glases oder einer Glaskeramik zur Lichtwellenkonversion
US7508648B2 (en) 2005-02-08 2009-03-24 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposition of Dy doped HfO2 films as gate dielectrics
US7423297B2 (en) * 2006-05-03 2008-09-09 3M Innovative Properties Company LED extractor composed of high index glass
US8141384B2 (en) * 2006-05-03 2012-03-27 3M Innovative Properties Company Methods of making LED extractor arrays
JP2011502089A (ja) * 2007-05-11 2011-01-20 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー ガラスからセラミック物品を製造する方法
CN101177336B (zh) * 2007-08-03 2011-03-09 安徽华东光电技术研究所 一种铝锰玻璃粉及其在a-Al2O3单晶片的应用
WO2010109494A2 (en) * 2009-03-27 2010-09-30 Council Of Scientific & Industrial Research An improved method for fabricating rare earth (re) doped optical fiber using a new codopant
US8149657B2 (en) * 2010-02-23 2012-04-03 Seagate Technology Llc Optical waveguide clad material
US8895158B2 (en) 2011-08-10 2014-11-25 The Johns Hopkins University Nanoparticle taggants for explosive precursors
US8644124B2 (en) 2012-04-24 2014-02-04 Seagate Technology Llc Optical devices including assist layers
US8951925B2 (en) * 2012-11-28 2015-02-10 Schott Corporation Broadening the rare earth ion emission bandwidth, increasing emission cross section, and/or shifting peak emission wavelength in Nd-doped aluminate or silicate glasses
SI24659A (sl) 2014-03-20 2015-09-30 Institut "Jožef Stefan" Metoda za sintezo tankih plasti tetragonalnega cirkonijevega oksida primernega za katalitične naprave
CN105700072B (zh) * 2014-11-24 2019-05-17 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 光波导及其制作方法、降低iii-v半导体波导侧壁散射损耗的方法
WO2021020910A1 (ko) 2019-07-30 2021-02-04 피씨엘 ㈜ 다중 바이오마커 동시 분석 기기 및 다중 바이오마커 동시 분석 방법
CN110407457B (zh) * 2019-08-26 2022-02-08 中国建筑材料科学研究总院有限公司 一种视窗玻璃及其制备方法
US11381053B2 (en) * 2019-12-18 2022-07-05 Globalfoundries U.S. Inc. Waveguide-confining layer with gain medium to emit subwavelength lasers, and method to form same
CN111138082B (zh) * 2020-01-13 2022-06-17 苏州众为光电有限公司 一种高稳定性玻璃光纤及其制备方法
CN113387562B (zh) * 2020-03-13 2022-03-18 包头稀土研究院 稀土掺杂的红色荧光玻璃材料及其制备工艺
CN113387569B (zh) * 2020-03-13 2022-04-05 包头稀土研究院 含有稀土元素的荧光玻璃材料
CN112745032B (zh) * 2021-01-06 2022-03-15 泰山玻璃纤维有限公司 一种低热膨胀系数高模量玻璃纤维

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003506876A (ja) * 1999-07-30 2003-02-18 ザ・ボード・オブ・トラスティーズ・オブ・ザ・レランド・スタンフォード・ジュニア・ユニバーシティ 超広帯域幅を備えたエルビウムドープ材料を用いた光信号の増幅の方法

Family Cites Families (93)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US906339A (en) 1908-03-17 1908-12-08 Carborundum Co Composition of matter containing alumina and silica.
US960712A (en) 1909-09-14 1910-06-07 Norton Co Process of purifying aluminous materials.
US2206081A (en) 1935-09-03 1940-07-02 Eastman Kodak Co Optical glass
US2805168A (en) * 1953-05-06 1957-09-03 Agrashell Inc Chemically modified ligno-cellulosic materials
US2805166A (en) 1954-01-18 1957-09-03 Loffler Johannes Glasses containing oxides of rare earth metals
NL6905353A (ja) 1968-04-10 1969-10-14
US3650780A (en) 1969-05-01 1972-03-21 Corning Glass Works Fiber optic core glass
US3635739A (en) 1969-06-04 1972-01-18 Corning Glass Works Silica-free calcium aluminate glass-ceramic articles
US3947281A (en) 1969-11-06 1976-03-30 United Technologies Corporation High modulus rare earth and beryllium containing silicate glass compositions
DE2034011A1 (en) 1970-07-09 1972-01-13 Wuestefeld A Tri-and tetravalent glasses - contg carbides or nitrides
US3714059A (en) 1971-03-10 1973-01-30 American Optical Corp Neodymium glass laser having room temperature output at wavelengths shorter than 1060 nm
US3717583A (en) 1971-03-10 1973-02-20 American Optical Corp Neodymium glass laser having room temperature output at wavelengths shorter than 1060 nm.
US4415510A (en) 1971-06-15 1983-11-15 Kennecott Corporation Process for making oxide refractory material having fine crystal structure
US3754978A (en) 1971-08-06 1973-08-28 Corning Glass Works Devitrification-resistant coating for high-silica glasses
US3940276A (en) 1973-11-01 1976-02-24 Corning Glass Works Spinel and aluminum-base metal cermet
US3973977A (en) 1973-11-01 1976-08-10 Corning Glass Works Making spinel and aluminum-base metal cermet
US4111707A (en) 1977-12-14 1978-09-05 Kabushiki Kaisha Ohara Kogaku Garasu Seizosho Optical glass
US4182437A (en) 1978-05-08 1980-01-08 Ferro Corporation Unstable devitrifiable glasses and friction materials containing them
DE3022213C2 (de) 1980-06-13 1987-12-23 Feldmühle AG, 4000 Düsseldorf Keramischer Formkörper mit eutektischen Gefügebestandteilen und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3138137C2 (de) 1981-09-25 1985-05-15 Schott Glaswerke, 6500 Mainz ThO&darr;2&darr; - und Ta&darr;2&darr;O&darr;5&darr;-freie optische Gläser mit Brechwerten von 1.87 - 1.93 und Abbezahlen von 30 - 35
CA1181558A (en) 1982-04-08 1985-01-29 Takashi Onoyama Apparatus for producing flake particles
JPS5969443A (ja) * 1982-10-14 1984-04-19 Natl Inst For Res In Inorg Mater Ｙ↓２ｏ↓３を含有するアルミノけい酸塩ガラスの製造法
JPS60221338A (ja) 1984-04-12 1985-11-06 Ohara Inc 光学ガラス
US5227104A (en) 1984-06-14 1993-07-13 Norton Company High solids content gels and a process for producing them
US4789501A (en) 1984-11-19 1988-12-06 The Curators Of The University Of Missouri Glass microspheres
US4812422A (en) 1985-06-17 1989-03-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Dielectric paste and method of manufacturing the paste
US4772511A (en) 1985-11-22 1988-09-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company Transparent non-vitreous zirconia microspheres
US5045402A (en) 1986-08-01 1991-09-03 International Business Machines Corporation Zirconia toughening of glass-ceramic materials
JPS63156024A (ja) 1986-08-08 1988-06-29 Kubota Ltd ガラスセラミックス製品の製造方法
US4756746A (en) 1986-09-08 1988-07-12 Gte Products Corporation Process of producing fine spherical particles
SU1455569A1 (ru) 1986-10-04 1996-07-27 Всесоюзный научно-исследовательский институт технического и специального строительного стекла Способ приготовления шихты
JPS63303821A (ja) 1987-06-01 1988-12-12 Hitachi Chem Co Ltd ガラスセラミツクス基板の製造法
US5185299A (en) 1987-06-05 1993-02-09 Minnesota Mining And Manufacturing Company Microcrystalline alumina-based ceramic articles
US4762677A (en) 1987-11-03 1988-08-09 Allied-Signal Inc. Method of preparing a bulk amorphous metal article
US5215563A (en) 1990-05-04 1993-06-01 Alfred University Process for preparing a durable glass composition
US5071801A (en) 1990-07-25 1991-12-10 Uop High density leucite based ceramics from zeolite
US5153070A (en) 1990-08-01 1992-10-06 Corning Incorporated Coated refractory article and method
JPH04119941A (ja) 1990-09-06 1992-04-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 結晶化ガラスの製造方法
US5641469A (en) 1991-05-28 1997-06-24 Norton Company Production of alpha alumina
JP2777679B2 (ja) 1991-07-09 1998-07-23 日本特殊陶業株式会社 スピネルセラミックス及びその製造方法
JP2711618B2 (ja) 1992-06-30 1998-02-10 ティーディーケイ株式会社 誘電体組成物、多層配線基板および積層セラミックコンデンサ
DE4241625C1 (de) 1992-12-10 1994-06-30 Veitsch Radex Ag Verfahren zur Herstellung von sinteraktivem, weitestgehend sphärischem Aluminiumoxid sowie dessen Verwendung
JPH06231906A (ja) 1993-01-28 1994-08-19 Mitsubishi Materials Corp サーミスタ
US5958361A (en) 1993-03-19 1999-09-28 Regents Of The University Of Michigan Ultrafine metal oxide powders by flame spray pyrolysis
US5605870A (en) 1993-05-28 1997-02-25 Martinex Science, Inc. Ceramic fibers, and methods, machines and compositions of matter for making same
JP3216683B2 (ja) 1993-10-08 2001-10-09 宇部興産株式会社 セラミックス複合材料
US5534470A (en) 1994-10-27 1996-07-09 Corning Incorporated Lithium aluminoborate glass-ceramics
DE69603627T2 (de) 1995-01-19 1999-12-30 Ube Industries Keramischer Verbundkörper
DE19503854C2 (de) 1995-02-06 1997-02-20 Starck H C Gmbh Co Kg Verfahren zur Herstellung gesinterter alpha-Al¶2¶O¶3¶-Körper sowie deren Verwendung
KR100214923B1 (ko) 1995-08-04 1999-08-02 마 쭈모도 가주오 세라믹스용 합성점토 및 그 제조방법
US6254981B1 (en) 1995-11-02 2001-07-03 Minnesota Mining & Manufacturing Company Fused glassy particulates obtained by flame fusion
US5651925A (en) 1995-11-29 1997-07-29 Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporation Process for quenching molten ceramic material
WO1997025284A1 (en) 1996-01-11 1997-07-17 Containerless Research, Inc. Fiber drawing from undercooled molten materials
CN1211312C (zh) 1996-07-01 2005-07-20 宇部兴产株式会社 陶瓷复合材料和多孔陶瓷材料及其生产方法
US5747397A (en) 1996-11-04 1998-05-05 Bay Glass Research Optical glass
US5976274A (en) 1997-01-23 1999-11-02 Akihisa Inoue Soft magnetic amorphous alloy and high hardness amorphous alloy and high hardness tool using the same
US5847865A (en) 1997-02-18 1998-12-08 Regents Of The University Of Minnesota Waveguide optical amplifier
JP3993269B2 (ja) 1997-04-18 2007-10-17 スリーエム カンパニー 透明ビーズおよびその製造方法
WO1998047830A1 (en) 1997-04-18 1998-10-29 Minnesota Mining And Manufacturing Company Transparent beads and their production method
JP3690908B2 (ja) 1997-12-22 2005-08-31 宇部興産株式会社 非晶質無機繊維
US6251813B1 (en) 1998-04-28 2001-06-26 Hoya Corporation Optical glass and its use
DE19820072C1 (de) * 1998-05-06 1999-06-24 Schott Glas Bleifreie Lanthankrongläser und Lanthanflintgläser
US6268303B1 (en) 1998-07-06 2001-07-31 Corning Incorporated Tantalum containing glasses and glass ceramics
JP3973296B2 (ja) 1998-07-23 2007-09-12 宇部興産株式会社 高強度無機繊維
JP3973295B2 (ja) 1998-07-23 2007-09-12 宇部興産株式会社 高耐熱性無機繊維の製造方法
JP3515426B2 (ja) * 1999-05-28 2004-04-05 大日本印刷株式会社 防眩フィルムおよびその製造方法
US6362119B1 (en) 1999-06-09 2002-03-26 Asahi Glass Company, Limited Barium borosilicate glass and glass ceramic composition
US6245700B1 (en) 1999-07-27 2001-06-12 3M Innovative Properties Company Transparent microspheres
WO2001016047A2 (en) 1999-08-18 2001-03-08 Rutgers, The State University Composite ceramic having nano-scale grain dimensions and method for manufacturing same
JP2001064075A (ja) 1999-08-30 2001-03-13 Sumitomo Chem Co Ltd 透光性アルミナ焼結体およびその製造方法
US6482758B1 (en) 1999-10-14 2002-11-19 Containerless Research, Inc. Single phase rare earth oxide-aluminum oxide glasses
US6592640B1 (en) 2000-02-02 2003-07-15 3M Innovative Properties Company Fused Al2O3-Y2O3 eutectic abrasive particles, abrasive articles, and methods of making and using the same
US6607570B1 (en) 2000-02-02 2003-08-19 3M Innovative Properties Company Fused Al2O3-rare earth oxide eutectic abrasive particles, abrasive articles, and methods of making and using the same
EP1257512B1 (en) 2000-02-02 2012-02-22 3M Innovative Properties Company Fused abrasive particles, abrasive articles, and methods of making and using the same
US6451077B1 (en) 2000-02-02 2002-09-17 3M Innovative Properties Company Fused abrasive particles, abrasive articles, and methods of making and using the same
DE60016890T2 (de) * 2000-03-31 2005-05-19 Otice Establishment Brennkraftmaschine
JP2004504448A (ja) 2000-07-19 2004-02-12 スリーエム　イノベイティブ　プロパティズ　カンパニー 溶融Ａｌ２Ｏ３−希土類酸化物−ＺｒＯ２共晶材料、研磨剤粒子、研磨剤物品ならびにこれらの製造方法および使用方法
US6458731B1 (en) 2000-07-19 2002-10-01 3M Innovative Properties Company Fused aluminum oxycarbide/nitride-AL2O3.Y2O3 eutectic materials
US6454822B1 (en) 2000-07-19 2002-09-24 3M Innovative Properties Company Fused aluminum oxycarbide/nitride-Al2O3·Y2O3 eutectic abrasive particles, abrasive articles, and methods of making and using the same
US6582488B1 (en) 2000-07-19 2003-06-24 3M Innovative Properties Company Fused Al2O3-rare earth oxide-ZrO2 eutectic materials
US6490081B1 (en) 2000-07-28 2002-12-03 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method of amplifying optical signals using doped materials with extremely broad bandwidths
TW593195B (en) * 2001-02-05 2004-06-21 Koninkl Philips Electronics Nv Multicomponent glass, glass fiber, twister and taper
TWI293947B (ja) 2001-03-26 2008-03-01 Tosoh Corp
WO2003011783A2 (en) * 2001-08-02 2003-02-13 3M Innovative Properties Company Method of making amorphous materials and ceramics
CN100522856C (zh) 2001-08-02 2009-08-05 3M创新有限公司 Al2O3-稀土元素氧化物-ZrO2/HfO2材料以及其制造方法
US6878456B2 (en) 2001-12-28 2005-04-12 3M Innovative Properties Co. Polycrystalline translucent alumina-based ceramic material, uses, and methods
US7175786B2 (en) 2003-02-05 2007-02-13 3M Innovative Properties Co. Methods of making Al2O3-SiO2 ceramics
US7297171B2 (en) 2003-09-18 2007-11-20 3M Innovative Properties Company Methods of making ceramics comprising Al2O3, REO, ZrO2 and/or HfO2 and Nb205 and/or Ta2O5
US20050137076A1 (en) 2003-12-18 2005-06-23 3M Innovative Properties Company Transparent fused crystalline ceramic, and method of making the same
US20050132658A1 (en) 2003-12-18 2005-06-23 3M Innovative Properties Company Method of making abrasive particles
US20050132657A1 (en) 2003-12-18 2005-06-23 3M Innovative Properties Company Method of making abrasive particles
US20050137077A1 (en) 2003-12-18 2005-06-23 3M Innovative Properties Company Method of making abrasive particles
US20050137078A1 (en) 2003-12-18 2005-06-23 3M Innovative Properties Company Alumina-yttria particles and methods of making the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003506876A (ja) * 1999-07-30 2003-02-18 ザ・ボード・オブ・トラスティーズ・オブ・ザ・レランド・スタンフォード・ジュニア・ユニバーシティ 超広帯域幅を備えたエルビウムドープ材料を用いた光信号の増幅の方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014038926A (ja) * 2012-08-15 2014-02-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光素子およびその製造方法
JP2014038927A (ja) * 2012-08-15 2014-02-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光素子およびその製造方法
JP2016207871A (ja) * 2015-04-24 2016-12-08 三菱電機株式会社 平面導波路、レーザ増幅器及びレーザ発振器

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060008926A (ko) 2006-01-27
DE602004022033D1 (de) 2009-08-27
CN100377449C (zh) 2008-03-26
US7292766B2 (en) 2007-11-06
WO2004098002A1 (en) 2004-11-11
EP1618632B1 (en) 2009-07-15
CN1781223A (zh) 2006-05-31
EP1618632A1 (en) 2006-01-25
US20040213539A1 (en) 2004-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1618632B1 (en) Use of glasses containing rare earth oxide, alumina, and zirconia and dopant in optical waveguides
US7253128B2 (en) Ceramics comprising AI2O3, Y2O3, ZrO2 and/or HfO2, and Nb2O5 and/or Ta2O5 and methods of making the same
US7141523B2 (en) Ceramics comprising Al2O3, REO, ZrO2 and/or HfO2, and Nb2O5 and/or Ta2O5 and methods of making the same
KR100930557B1 (ko) 광학 물질 및 광학 소자
CN101117271B (zh) 镱铋共掺的磷酸盐基光学玻璃及其制备方法
Tarafder et al. Thermal, Structural, and Enhanced Photoluminescence Properties of Eu 3+‐doped Transparent Willemite Glass–Ceramic Nanocomposites
CA2380313C (en) Method of amplifying optical signals using erbium-doped materials with extremely broad bandwidths
FR3002530A1 (fr) Verres et vitroceramiques nanostructures transparents dans le visible et l&#39;infrarouge
JP2007230814A (ja) 光学用希土類金属元素含有シリカガラスの製造方法
Xiujie et al. Silver nanoparticles enhanced near-infrared luminescence of Er3+/Yb3+ co-doped multicomponent phosphate glasses
RU2463264C2 (ru) ОПТИЧЕСКОЕ СТЕКЛО, ОБЛАДАЮЩЕЕ СПОСОБНОСТЬЮ К ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ В ДИАПАЗОНЕ 1000-1700 нм, СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ТАКОГО СТЕКЛА (ВАРИАНТЫ) И ВОЛОКОННЫЙ СВЕТОВОД
US7407604B2 (en) Nanostructured re-doped SiO2-base fluorescent materials and methods for production of same
Pascuta et al. The impact of Ag and Cu nanoparticles on optical and magnetic properties of new Tb2O3-PbO-TeO2 glass ceramic system
RU2531958C2 (ru) Лазерное электрооптическое стекло и способ его изготовления
JP7338721B2 (ja) ガラス組成物、それを用いた光学素子及び光学装置
JP2002223022A (ja) 広帯域光学的導波管増幅器及びその製造方法
CN1278970C (zh) 掺铋高硅氧近红外宽带发光玻璃的制造方法
JP2004277252A (ja) 光増幅ガラスおよび光導波路
CN102211871B (zh) 镱铋共掺无碱硼磷酸盐光学玻璃及其制备方法
CA2417139A1 (en) Amorphous compounds for wideband optical amplifiers
Zhang et al. One dimensional Ti-doped zirconia wires prepared by electrospinning: characterization, morphology and photophysical features
CN116826506A (zh) 单一泵浦下集可见与近红外一体的多波长激光同时发射方法
CN116217071A (zh) 一种稀土离子掺杂硼硅酸盐激光玻璃及其制备方法和应用
Qiu Realization of novel optical functions by controlling glass microstructures
JP2005264206A (ja) スパッタリング用ターゲット、その製造方法及び光導波路用薄膜の形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070215

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100216

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20100514

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20100521

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100816

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110906

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120327