JP2669976B2 - 光増幅器用エルビウムド−プファイバ - Google Patents
光増幅器用エルビウムド−プファイバInfo
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- 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
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
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- Optics & Photonics (AREA)
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- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光増幅器用エルビウムド
ープファイバ、特には任意の最適ファイバ長を得ること
ができる光増幅器用エルビウムドープファイバに関する
ものである。
ープファイバ、特には任意の最適ファイバ長を得ること
ができる光増幅器用エルビウムドープファイバに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】石英ガラス系シングルモード光ファイバ
にエルビウムをドープしたものが光増幅器用とされるこ
とはよく知られているところであるが、光通信システム
における1.55μm帯の光増幅器用エルビウムドープ
石英ファイバにおいて、その利得特性がファイバの長さ
によって変化するので、これに最適ファイバ長の存在す
ることも公知とされており、この最適ファイバ長がコア
中のエルビウム濃度やファイバ構造によって異なり、1
0m未満から200m以上にまで変化するものとされて
いる。
にエルビウムをドープしたものが光増幅器用とされるこ
とはよく知られているところであるが、光通信システム
における1.55μm帯の光増幅器用エルビウムドープ
石英ファイバにおいて、その利得特性がファイバの長さ
によって変化するので、これに最適ファイバ長の存在す
ることも公知とされており、この最適ファイバ長がコア
中のエルビウム濃度やファイバ構造によって異なり、1
0m未満から200m以上にまで変化するものとされて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この光増幅器
用エルビウムドープファイバについては、光増幅器モジ
ュールといった実用的な面から考えると、最適ファイバ
長が長すぎるとファイバを収容する機器の寸法が大きく
なってあまり望ましくない結果となるし、逆にこの最適
ファイバ長が短すぎる場合には、接続時の切断ロスなど
による長さの僅かな変動によっても利得特性が大きく変
わってしまうことが考えられるので、エルビウムドープ
石英ファイバを製作するためにはその使用目的に応じた
最適のファイバ長となるようにすることが必要とされ
る。
用エルビウムドープファイバについては、光増幅器モジ
ュールといった実用的な面から考えると、最適ファイバ
長が長すぎるとファイバを収容する機器の寸法が大きく
なってあまり望ましくない結果となるし、逆にこの最適
ファイバ長が短すぎる場合には、接続時の切断ロスなど
による長さの僅かな変動によっても利得特性が大きく変
わってしまうことが考えられるので、エルビウムドープ
石英ファイバを製作するためにはその使用目的に応じた
最適のファイバ長となるようにすることが必要とされ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点を解決した光増幅器用エルビウムドープファイバに関
するもので、これは石英ガラス系シングルモード光ファ
イバにエルビウムをドープしてなる光増幅器用ファイバ
において、使用されるファイバ長が5〜300mの範囲
において、式70dB<L×y<170dB [ここにLは使用ファイバ長(m)、yは損失波長スペ
クトルにおける1.53μmでの単位長さ当りの吸収量
(dB/m)]を満足し、かつ、該ファイバ長での1.
55μm帯の信号光の増幅ゲインが30dB以上とする
ようにしてなることを特徴とするものである。
点を解決した光増幅器用エルビウムドープファイバに関
するもので、これは石英ガラス系シングルモード光ファ
イバにエルビウムをドープしてなる光増幅器用ファイバ
において、使用されるファイバ長が5〜300mの範囲
において、式70dB<L×y<170dB [ここにLは使用ファイバ長(m)、yは損失波長スペ
クトルにおける1.53μmでの単位長さ当りの吸収量
(dB/m)]を満足し、かつ、該ファイバ長での1.
55μm帯の信号光の増幅ゲインが30dB以上とする
ようにしてなることを特徴とするものである。
【0005】すなわち、本発明者らは光増幅器用エルビ
ウムドープ石英ファイバにおける、使用ファイバ長が5
〜300mの範囲について種々検討した結果、損失波長
スペクトルにおける1.53μmでの単位長さ当りの吸
収量yを目安として y=120/L (Lは使用ファイバ長(m))としたところ、これにつ
いては吸収量yが70dB/L以下または170dB/
L以上になると光増幅効果が低下することを見出し、し
たがってこれについては70dB<L×y<170dB とすればよいということを確認して本発明を完成させ
た。以下にこれをさらに詳述する。
ウムドープ石英ファイバにおける、使用ファイバ長が5
〜300mの範囲について種々検討した結果、損失波長
スペクトルにおける1.53μmでの単位長さ当りの吸
収量yを目安として y=120/L (Lは使用ファイバ長(m))としたところ、これにつ
いては吸収量yが70dB/L以下または170dB/
L以上になると光増幅効果が低下することを見出し、し
たがってこれについては70dB<L×y<170dB とすればよいということを確認して本発明を完成させ
た。以下にこれをさらに詳述する。
【0006】
【作用】本発明は光増幅器用エルビウムドープファイバ
に関するものであり、これは石英ガラス系シングルモー
ド光ファイバにエルビウムをドープしてなる光増幅器用
ファイバにおいて、使用されるファイバ長が5〜300
mの範囲において、式 70dB<L×y<170dB (L、yは前出) とし、かつ、該ファイバ長での1.5
5μm帯の信号光の増幅ゲインが30dB以上となるよ
うにしてなることを特徴とするものである。
に関するものであり、これは石英ガラス系シングルモー
ド光ファイバにエルビウムをドープしてなる光増幅器用
ファイバにおいて、使用されるファイバ長が5〜300
mの範囲において、式 70dB<L×y<170dB (L、yは前出) とし、かつ、該ファイバ長での1.5
5μm帯の信号光の増幅ゲインが30dB以上となるよ
うにしてなることを特徴とするものである。
【0007】本発明の光増幅器用エルビウムドープファ
イバは石英ガラス系シングルモードは光ファイバにエル
ビウムをドープすることによって作られる。この石英ガ
ラス系シングルモード光ファイバは四塩化けい素などの
ようなけい素化合物とドーパントとしての四塩化ゲルマ
ニウムを酸水素火炎中で火炎加水分解し、ここに生成し
たゲルマニアを含有するシリカガラス微粒子を担体上に
堆積して多孔質ガラス母材を形成させるのであるが、こ
れは光ファイバ用母材の製造方法としてよく知られてい
るVAD法やOVD法などで行なえばよく、これにはゲ
ルマニアや後記するエルビウムの特性を向上させるため
にドーパントとして知られているアルミナ(Al2 O
3 )などを含有させてもよい。
イバは石英ガラス系シングルモードは光ファイバにエル
ビウムをドープすることによって作られる。この石英ガ
ラス系シングルモード光ファイバは四塩化けい素などの
ようなけい素化合物とドーパントとしての四塩化ゲルマ
ニウムを酸水素火炎中で火炎加水分解し、ここに生成し
たゲルマニアを含有するシリカガラス微粒子を担体上に
堆積して多孔質ガラス母材を形成させるのであるが、こ
れは光ファイバ用母材の製造方法としてよく知られてい
るVAD法やOVD法などで行なえばよく、これにはゲ
ルマニアや後記するエルビウムの特性を向上させるため
にドーパントとして知られているアルミナ(Al2 O
3 )などを含有させてもよい。
【0008】このようにして得られた多孔質ガラス母材
にはついでエルビウムがドープされるのであるが、この
エルビウムのドープは液相法でも気相法でもよい。この
エルビウムのドープ量は目的とする最適使用ファイバ長
に対する目安量として損失波長スペクトルにおける1.
53μmでの単位長さ当りの吸収量yが y=120/L を満足するようにしたが、この吸収量yが70dB/L
以下または170dB/L以上となると光増幅効果の低
下することが見出されたので、これは70dB<L×y<170dB とすることがよい。
にはついでエルビウムがドープされるのであるが、この
エルビウムのドープは液相法でも気相法でもよい。この
エルビウムのドープ量は目的とする最適使用ファイバ長
に対する目安量として損失波長スペクトルにおける1.
53μmでの単位長さ当りの吸収量yが y=120/L を満足するようにしたが、この吸収量yが70dB/L
以下または170dB/L以上となると光増幅効果の低
下することが見出されたので、これは70dB<L×y<170dB とすることがよい。
【0009】なお、このように適量のエルビウムがドー
プされた多孔質ガラス母材はついでこれを電気炉中で高
温で加熱処理して透明ガラス化すれば石英ガラス化され
るので、これを線引きして石英ガラスファイバとすれば
目的とするエルビウムでドープされた光増幅器用エルビ
ウムドープ石英ファイバとすることができる。
プされた多孔質ガラス母材はついでこれを電気炉中で高
温で加熱処理して透明ガラス化すれば石英ガラス化され
るので、これを線引きして石英ガラスファイバとすれば
目的とするエルビウムでドープされた光増幅器用エルビ
ウムドープ石英ファイバとすることができる。
【0010】
【実施例】つぎに本発明の実施例、比較例をあげる。 実施例1、比較例1〜2 石英製同心多重管バーナーに水素ガス3.0リットル/
分、酸素ガスを7.0リットル/分供給して酸水素火炎
を形成し、この中心にオイルバスで150℃に加熱して
ガス化した四塩化けい素と四塩化ゲルマニウムをキャリ
アガスとしてのアルゴンガス0.205リットル/分、
0.16リットル/分に同伴して供給して反応させ、得
られたガラス微粒子を担体上の軸方向に堆積成長させた
ところ、5時間の堆積で外径60mm、長さ260m
m、平均カサ密度が0.178g/cm2 である多孔質
ガラス母材が得られた。
分、酸素ガスを7.0リットル/分供給して酸水素火炎
を形成し、この中心にオイルバスで150℃に加熱して
ガス化した四塩化けい素と四塩化ゲルマニウムをキャリ
アガスとしてのアルゴンガス0.205リットル/分、
0.16リットル/分に同伴して供給して反応させ、得
られたガラス微粒子を担体上の軸方向に堆積成長させた
ところ、5時間の堆積で外径60mm、長さ260m
m、平均カサ密度が0.178g/cm2 である多孔質
ガラス母材が得られた。
【0011】ついでこの多孔質ガラス母材を塩化エルビ
ウムのメタノール溶液に浸漬して多孔質ガラス母材の内
部にまで塩化エルビウムを浸透させたが、この塩化エル
ビウム溶液の濃度は目標の最適ファイバ長を30mと
し、損失波長スペクトルにおける1.53μmでの吸収
量が前記関係式から4dB/mとなるように調整し、こ
のようにして得た塩化エルビウムを含浸した多孔質ガラ
ス母材を空気中で風乾したのち、電気炉中においてヘリ
ウムガス雰囲気下に1,470℃で加熱処理したとこ
ろ、透明な石英ガラス体が得られたが、この石英ガラス
をIPC法で分析したところ、これはエルビウムを40
0ppm、アルミニウムを14,000ppm含有して
いるものであることが確認された。
ウムのメタノール溶液に浸漬して多孔質ガラス母材の内
部にまで塩化エルビウムを浸透させたが、この塩化エル
ビウム溶液の濃度は目標の最適ファイバ長を30mと
し、損失波長スペクトルにおける1.53μmでの吸収
量が前記関係式から4dB/mとなるように調整し、こ
のようにして得た塩化エルビウムを含浸した多孔質ガラ
ス母材を空気中で風乾したのち、電気炉中においてヘリ
ウムガス雰囲気下に1,470℃で加熱処理したとこ
ろ、透明な石英ガラス体が得られたが、この石英ガラス
をIPC法で分析したところ、これはエルビウムを40
0ppm、アルミニウムを14,000ppm含有して
いるものであることが確認された。
【0012】つぎにこの石英ガラスをコアとし、石英ガ
ラスをクラッドとして光ファイバ用プリフォームを作
り、光ファイバでの光増幅特性を測定したところ、この
ものは1.4μm帯のポンプ光18mWで励起して1.
55μmの信号光の増幅ゲイン30dBを示し、この最
適ファイバ長は30mで、このファイバの1.53μm
における吸収量は126dBであった。しかし、比較の
ためにこの吸収量を60dBまたは180dBとしたも
のは1.55μmの信号光の増幅ゲインがそれぞれ20
dB、15dBと少なかった。
ラスをクラッドとして光ファイバ用プリフォームを作
り、光ファイバでの光増幅特性を測定したところ、この
ものは1.4μm帯のポンプ光18mWで励起して1.
55μmの信号光の増幅ゲイン30dBを示し、この最
適ファイバ長は30mで、このファイバの1.53μm
における吸収量は126dBであった。しかし、比較の
ためにこの吸収量を60dBまたは180dBとしたも
のは1.55μmの信号光の増幅ゲインがそれぞれ20
dB、15dBと少なかった。
【0013】実施例2〜6 実施例1と同様にVAD法で多孔質ガラス母材を作り、
得られた多孔質ガラス母材を塩化エルビウムのメタノー
ル溶液に浸漬して多孔質ガラス母材の内部に塩化エルビ
ウムを浸透させたが、このとき目標の最適ファイバ長を
種々に変え、各々の損失波長スペクトルにおける1.5
3μmでの吸収量が前記関係式を満足するようなエルビ
ウム含有量となるように溶液中の塩化エルビウムの濃度
を調整した。
得られた多孔質ガラス母材を塩化エルビウムのメタノー
ル溶液に浸漬して多孔質ガラス母材の内部に塩化エルビ
ウムを浸透させたが、このとき目標の最適ファイバ長を
種々に変え、各々の損失波長スペクトルにおける1.5
3μmでの吸収量が前記関係式を満足するようなエルビ
ウム含有量となるように溶液中の塩化エルビウムの濃度
を調整した。
【0014】ついで、この塩化エルビウムを浸透させた
多孔質ガラス母材を空気中で風乾させたのち、電気炉中
でヘリウムガス雰囲気において1,470℃で加熱処理
したところ、種々の濃度のエルビウムを含有する透明な
石英ガラス体が得られた。
多孔質ガラス母材を空気中で風乾させたのち、電気炉中
でヘリウムガス雰囲気において1,470℃で加熱処理
したところ、種々の濃度のエルビウムを含有する透明な
石英ガラス体が得られた。
【0015】つぎにこの石英ガラスをコアとし、石英ガ
ラスをクラッドとした光ファイバ用プリフォームを作
り、光ファイバでの光増幅特性を測定したところ、この
ものは1.4μm帯のポンプ光18mWで励起し、各最
適ファイバ長での1.55μmの信号光の増幅ゲインは
30〜32dBであった。また、このものについて各フ
ァイバ長(L)での波長1.53μmにおける全長
(L)の1m当りの吸収量(y)を求めたところ、表1
に示したとおりの結果が得られ、このもののファイバ長
と1.53μmにおける吸収量との関係については図1
に示したとおりの結果が得られた。
ラスをクラッドとした光ファイバ用プリフォームを作
り、光ファイバでの光増幅特性を測定したところ、この
ものは1.4μm帯のポンプ光18mWで励起し、各最
適ファイバ長での1.55μmの信号光の増幅ゲインは
30〜32dBであった。また、このものについて各フ
ァイバ長(L)での波長1.53μmにおける全長
(L)の1m当りの吸収量(y)を求めたところ、表1
に示したとおりの結果が得られ、このもののファイバ長
と1.53μmにおける吸収量との関係については図1
に示したとおりの結果が得られた。
【0016】
【表1】
【0017】
【発明の効果】本発明は光増幅器用エルビウムドープフ
ァイバに関するもので、これは前記したように石英ガラ
ス系シングルモード光ファイバにエルビウムをドープし
てなる光増幅器用ファイバにおいて、使用されるファイ
バ長が5〜300mの範囲において、式70dB<L×
y<170dB(L,yは前記の通り)を満足し、か
つ、該ファイバ長での1.55μm帯の信号光の増幅ゲ
インが30dB以上とするようにしてなることを特徴と
するものであるが、これにもとづいて作られた多孔質ガ
ラス母材に適量のエルビウムを含浸させガラス化すれ
ば、使用されるファイバ長が5〜300mの範囲におい
て、任意の最適ファイバ長をもつ光増幅器用エルビウム
ドープ石英ファイバを得ることができるという有利性が
与えられる。
ァイバに関するもので、これは前記したように石英ガラ
ス系シングルモード光ファイバにエルビウムをドープし
てなる光増幅器用ファイバにおいて、使用されるファイ
バ長が5〜300mの範囲において、式70dB<L×
y<170dB(L,yは前記の通り)を満足し、か
つ、該ファイバ長での1.55μm帯の信号光の増幅ゲ
インが30dB以上とするようにしてなることを特徴と
するものであるが、これにもとづいて作られた多孔質ガ
ラス母材に適量のエルビウムを含浸させガラス化すれ
ば、使用されるファイバ長が5〜300mの範囲におい
て、任意の最適ファイバ長をもつ光増幅器用エルビウム
ドープ石英ファイバを得ることができるという有利性が
与えられる。
【図1】図は光増幅器用エルビウムドープファイバにお
けるファイバ長(L)と長さ1.53μmにおける吸収
量(y)との関係グラフを示したものである。
けるファイバ長(L)と長さ1.53μmにおける吸収
量(y)との関係グラフを示したものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田 家 実 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越 化学工業株式会社 精密機能材料研究所 内 (72)発明者 神 屋 和 雄 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越 化学工業株式会社 精密機能材料研究所 内 (56)参考文献 特開 平3−210537(JP,A) 特開 平2−275724(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】 石英ガラス系シングルモード光ファイバ
にエルビウムをドープしてなる光増幅器用ファイバにお
いて、使用されるファイバ長が5〜300mの範囲にお
いて、式70dB<L×y<170dB [ここにLは使用ファイバ長(m)、yは損失波長スペ
クトルにおける1.53μmでの単位長さ当りの吸収量
(dB/m)] を満足し、かつ、該ファイバ長での1.55μm帯の信
号光の増幅ゲインが30dB以上とするようにしてなる
ことを特徴とする光増幅器用エルビウムドープファイ
バ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3272083A JP2669976B2 (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 光増幅器用エルビウムド−プファイバ |
EP92402540A EP0539247A1 (en) | 1991-09-24 | 1992-09-16 | Optical amplifier with erbium-doped fiber |
US07/949,788 US5260816A (en) | 1991-09-24 | 1992-09-22 | Optical amplifier with erbium-doped fiber |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3272083A JP2669976B2 (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 光増幅器用エルビウムド−プファイバ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0585755A JPH0585755A (ja) | 1993-04-06 |
JP2669976B2 true JP2669976B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=17508856
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3272083A Expired - Lifetime JP2669976B2 (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 光増幅器用エルビウムド−プファイバ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5260816A (ja) |
EP (1) | EP0539247A1 (ja) |
JP (1) | JP2669976B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6937810B2 (en) | 2000-12-27 | 2005-08-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Amplifying optical fiber, optical fiber amplifier and optical transmission system |
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---|---|---|---|---|
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US6570903B2 (en) * | 2000-03-07 | 2003-05-27 | Neumann Information Systems, Inc. | Electric-optical singlet sigma and singlet delta oxygen generator |
US6353497B1 (en) | 2000-03-03 | 2002-03-05 | Optical Coating Laboratory, Inc. | Integrated modular optical amplifier |
US6381063B1 (en) * | 2000-03-16 | 2002-04-30 | Corning Incorporated | Long band optical amplifier |
US6377396B1 (en) | 2000-09-26 | 2002-04-23 | Onetta, Inc. | Optical amplifiers with variable optical attenuation for use in fiber-optic communications systems |
US6417961B1 (en) | 2000-10-10 | 2002-07-09 | Onetta, Inc. | Optical amplifiers with dispersion compensation |
US20040062512A1 (en) * | 2000-11-01 | 2004-04-01 | Edgar Pawlowski | Device for the transmission of optical signals with improved transmission properties |
US6687049B1 (en) | 2001-07-03 | 2004-02-03 | Onetta, Inc. | Optical amplifiers with stable output power under low input power conditions |
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FI115134B (fi) * | 2002-06-28 | 2005-03-15 | Liekki Oy | Menetelmä seostetun lasimateriaalin valmistamiseksi |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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FR2638854B1 (fr) * | 1988-11-10 | 1992-09-04 | Comp Generale Electricite | Amplificateur laser a fibre optique dopee |
JPH02275724A (ja) * | 1989-04-17 | 1990-11-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ファイバ母材の製造方法 |
IT1237766B (it) * | 1989-11-10 | 1993-06-17 | Pirelli Cavi Spa | Amplificatore ottico a fibra attiva, a larga banda di pompaggio, e relativa fibra ottica. |
US5027079A (en) * | 1990-01-19 | 1991-06-25 | At&T Bell Laboratories | Erbium-doped fiber amplifier |
-
1991
- 1991-09-24 JP JP3272083A patent/JP2669976B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-09-16 EP EP92402540A patent/EP0539247A1/en not_active Withdrawn
- 1992-09-22 US US07/949,788 patent/US5260816A/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6937810B2 (en) | 2000-12-27 | 2005-08-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Amplifying optical fiber, optical fiber amplifier and optical transmission system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0539247A1 (en) | 1993-04-28 |
US5260816A (en) | 1993-11-09 |
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