JP2910930B2 - 光増幅器 - Google Patents
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- 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
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- C03C2203/44—Gas-phase processes using silicon halides as starting materials chlorine containing
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、信号光を直接光増幅する光増幅器に関す
る。
る。
「従来の技術」 近年、光ファイバのコアに希土類、例えばネオジウム
（Nb）、エルビウム（Er）、イッテルビウム（Yb）等を
添加することにより、光フアイバ自身をレーザ媒質とし
て利用する試みが行なわれている。具体的には、石英系
ガラスを主成分とするファイバのコアに希土類を添加す
ることにより、波長1.09μｍ、1.32μｍ（Nbを添加した
もの）、1.55μｍ（Erを添加したもの）などの波長で光
の発振や増幅を行う光ファイバなどがある。
（Nb）、エルビウム（Er）、イッテルビウム（Yb）等を
添加することにより、光フアイバ自身をレーザ媒質とし
て利用する試みが行なわれている。具体的には、石英系
ガラスを主成分とするファイバのコアに希土類を添加す
ることにより、波長1.09μｍ、1.32μｍ（Nbを添加した
もの）、1.55μｍ（Erを添加したもの）などの波長で光
の発振や増幅を行う光ファイバなどがある。
第８図は、この光増幅用光ファイバを用いた光増幅器
の一例を示すものである。第１図中符号１は、信号光の
光源を示すものであり、この光源１を発した信号光は、
伝送用光ファイバ２を経て光ファイバカプラ３の一方の
入射端に入射する。この光ファイバカプラ３の他方の入
射端には、1.48μｍの励起光を発する高出力レーザ４が
接続されており、この高出力レーザ４から発した励起光
は、上記光ファイバカプラ２に入射して信号光と合波し
出射端より出射する。出射した光は、安定な光増幅を行
うために設けられたアイソレータ５を経て光増幅用光フ
ァイバ６の一方の端部に入射する。この光増幅用光ファ
イバ６内において、高出力レーザ４から発した励起光
は、光増幅用光ファイバ６内のエルビウムを励起し、こ
の励起状態のエルビウムにより光増幅用光ファイバ６内
を通過する信号光を増幅する。この増幅した信号光は、
光増幅用光ファイバ６の他方の端部に接続した伝送用フ
ァイバ２に入射し、通常の伝送用光ファイバ２による信
号光の伝送が行なわれる。なお、光ファイバカプラ３の
アイソレータ５が接続されていない方の出射端は無反射
終端７とされている。
の一例を示すものである。第１図中符号１は、信号光の
光源を示すものであり、この光源１を発した信号光は、
伝送用光ファイバ２を経て光ファイバカプラ３の一方の
入射端に入射する。この光ファイバカプラ３の他方の入
射端には、1.48μｍの励起光を発する高出力レーザ４が
接続されており、この高出力レーザ４から発した励起光
は、上記光ファイバカプラ２に入射して信号光と合波し
出射端より出射する。出射した光は、安定な光増幅を行
うために設けられたアイソレータ５を経て光増幅用光フ
ァイバ６の一方の端部に入射する。この光増幅用光ファ
イバ６内において、高出力レーザ４から発した励起光
は、光増幅用光ファイバ６内のエルビウムを励起し、こ
の励起状態のエルビウムにより光増幅用光ファイバ６内
を通過する信号光を増幅する。この増幅した信号光は、
光増幅用光ファイバ６の他方の端部に接続した伝送用フ
ァイバ２に入射し、通常の伝送用光ファイバ２による信
号光の伝送が行なわれる。なお、光ファイバカプラ３の
アイソレータ５が接続されていない方の出射端は無反射
終端７とされている。
上記光増幅器に用いられている光増幅用光ファイバ６
は、エルビウムが添加されたエルビウム添加ファイバ
（以下、EDFと略称する。）であり、ほぼ純粋な石英ガ
ラスにエルビウムが添加されてなるコアとフッ素を含有
した石英ガラスからなるクラッドとを有するもので、1.
53〜1.57μｍ帯域の波長の光を増幅させるものである。
このEDFの波長−利得特性を第９図に示す。この波長−
利得特性は、約30mWの励起光がEDFに吸収されたときの
それぞれの波長における利得の値を示すものである。ま
た、第１表にEDFのその他の特性を示す。
は、エルビウムが添加されたエルビウム添加ファイバ
（以下、EDFと略称する。）であり、ほぼ純粋な石英ガ
ラスにエルビウムが添加されてなるコアとフッ素を含有
した石英ガラスからなるクラッドとを有するもので、1.
53〜1.57μｍ帯域の波長の光を増幅させるものである。
このEDFの波長−利得特性を第９図に示す。この波長−
利得特性は、約30mWの励起光がEDFに吸収されたときの
それぞれの波長における利得の値を示すものである。ま
た、第１表にEDFのその他の特性を示す。
第９図に示す波長−利得特性においてEDFは、波長1.5
35μｍにおける利得が最も高く、約35dBの値が得られて
いる。
35μｍにおける利得が最も高く、約35dBの値が得られて
いる。
「発明が解決しようとする課題」 ところで、現在長距離通信で使用されている半導体レ
ーザには、一般に発振波長が1.55±0.02μｍ程度の幅の
あるものが使用されている。従って、このような信号光
を増幅させるためには、1.55±0.2程度の範囲で大きな
利得が均等に得られる、すなわち波長−利得特性におい
て高い値で平坦なピークが得られる光増幅用光ファイバ
が好ましい。ところが、上述したEDFでは第９図に示す
ように波長1.535μｍにおいては良好な利得が得られる
が、波長−利得特性におけるピークが急峻であるため他
の波長においては良好な利得が得られないという問題が
ある。
ーザには、一般に発振波長が1.55±0.02μｍ程度の幅の
あるものが使用されている。従って、このような信号光
を増幅させるためには、1.55±0.2程度の範囲で大きな
利得が均等に得られる、すなわち波長−利得特性におい
て高い値で平坦なピークが得られる光増幅用光ファイバ
が好ましい。ところが、上述したEDFでは第９図に示す
ように波長1.535μｍにおいては良好な利得が得られる
が、波長−利得特性におけるピークが急峻であるため他
の波長においては良好な利得が得られないという問題が
ある。
一方、このような波長−利得特性において平坦なピー
クを有する光ファイバが得られる材料として、Al2O3を
添加した希土類添加ガラスが知られている。しかしなが
ら、このAl2O3添加ガラスは、これを用いて光ファイバ
を製造する場合、以下に示すような工程上の問題を有す
る。
クを有する光ファイバが得られる材料として、Al2O3を
添加した希土類添加ガラスが知られている。しかしなが
ら、このAl2O3添加ガラスは、これを用いて光ファイバ
を製造する場合、以下に示すような工程上の問題を有す
る。
通常光ファイバは、まず光ファイバ母材と呼ばれる棒
状のガラスを作製し、次にこれを溶融紡糸することによ
り製造されるものである。上記光ファイバ母材は、現在
では主にVAD法等の気相法により製造されるが、この気
相法を用いて光ファイバ母材を製造する場合は、用いる
原料が常温で液体もしくは気体であって、容易に配管系
を用いて気相反応部に送ることができるものであること
が望ましい。ところが、上述したAl2O3は、これを添加
するために原料としてAlCl3を用いる必要があり、このA
lCl3は常温では固体であって、180℃の昇華点を有する
材料である。従って、気相反応部にこのAlCl3を送るた
めには、配管を常に200℃以上に維持しなければならな
いという問題があり、さらに定量化して原料を送るため
の良い手段がないという問題がある。
状のガラスを作製し、次にこれを溶融紡糸することによ
り製造されるものである。上記光ファイバ母材は、現在
では主にVAD法等の気相法により製造されるが、この気
相法を用いて光ファイバ母材を製造する場合は、用いる
原料が常温で液体もしくは気体であって、容易に配管系
を用いて気相反応部に送ることができるものであること
が望ましい。ところが、上述したAl2O3は、これを添加
するために原料としてAlCl3を用いる必要があり、このA
lCl3は常温では固体であって、180℃の昇華点を有する
材料である。従って、気相反応部にこのAlCl3を送るた
めには、配管を常に200℃以上に維持しなければならな
いという問題があり、さらに定量化して原料を送るため
の良い手段がないという問題がある。
したがって、従来の第８図に示すような光増幅器で
は、波長1.55μｍ帯全域にわたって高い利得と平坦な波
長−利得特性とを得ることが実質的に困難であった。
は、波長1.55μｍ帯全域にわたって高い利得と平坦な波
長−利得特性とを得ることが実質的に困難であった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、波長1.
55μｍ帯全域にわたって高い利得と平坦な波長−利得特
性が得られる光増幅器を得ることを課題とする。
55μｍ帯全域にわたって高い利得と平坦な波長−利得特
性が得られる光増幅器を得ることを課題とする。
「課題を解決するための手段」 かかる課題を解決するため、本発明においては、光増
幅用光ファイバとして、0.1重量％以上の酸化ガリウム
と0.55ppm以上の希土類元素を含む石英ガラスからなる
コアを有する光ファイバまたは0.5重量％以上のフッ素
と0.5ppm以上の希土類元素を含む石英ガラスからなる第
１コアと、この第１コアの周りに設けられた酸化ゲルマ
ニウム添加石英ガラスからなる第２コアを有する光ファ
イバを用いた。
幅用光ファイバとして、0.1重量％以上の酸化ガリウム
と0.55ppm以上の希土類元素を含む石英ガラスからなる
コアを有する光ファイバまたは0.5重量％以上のフッ素
と0.5ppm以上の希土類元素を含む石英ガラスからなる第
１コアと、この第１コアの周りに設けられた酸化ゲルマ
ニウム添加石英ガラスからなる第２コアを有する光ファ
イバを用いた。
以下、本発明を詳しく説明する。
まず、本発明において用いられる光増幅用光ファイバ
について説明する。
について説明する。
この光増幅用光ファイバの第１の例は、0.1重量％以
上の酸化ガリウムと0.05ppm以上の希土類元素が含まれ
た石英ガラスからなるコアを有するものである。
上の酸化ガリウムと0.05ppm以上の希土類元素が含まれ
た石英ガラスからなるコアを有するものである。
上記希土類元素としては、エルビウム（Er）、ネオジ
ウム（Nb）、イッテルビウム（Yb）、サマリウム（Sm）
などを用いることができる。また、この希土類元素の添
加量としては、0.5〜2000ppm程度添加することが好まし
く、場合によっては10000ppm程度添加することも可能で
ある。添加量が0.5ppmより少ない場合は、この材料を光
増幅用の光ファイバとして用いた場合の光増幅性能が低
下するので好ましくない。
ウム（Nb）、イッテルビウム（Yb）、サマリウム（Sm）
などを用いることができる。また、この希土類元素の添
加量としては、0.5〜2000ppm程度添加することが好まし
く、場合によっては10000ppm程度添加することも可能で
ある。添加量が0.5ppmより少ない場合は、この材料を光
増幅用の光ファイバとして用いた場合の光増幅性能が低
下するので好ましくない。
また、酸化ガリウムの含有量としては、0.1〜10重量
％程度含有することが好ましい。含有量が0.1重量％よ
り少ないと、この材料を用いて光ファイバを形成し、こ
れを光増幅用の光ファイバとして用いた場合に、波長−
利得特性図におけるピークが平坦とならないため好まし
くなく、含有量が10重量％より多いと透明ガラス化がし
にくいという不都合が生じるため好ましくない。
％程度含有することが好ましい。含有量が0.1重量％よ
り少ないと、この材料を用いて光ファイバを形成し、こ
れを光増幅用の光ファイバとして用いた場合に、波長−
利得特性図におけるピークが平坦とならないため好まし
くなく、含有量が10重量％より多いと透明ガラス化がし
にくいという不都合が生じるため好ましくない。
上記希土類元素および酸化ガリウムが添加されるガラ
スとしては石英系ガラスが用いられる。
スとしては石英系ガラスが用いられる。
次に、この光増幅用光ファイバの製造方法の一例につ
いて説明する。
いて説明する。
まず、第１図に示すように、通常のVAD法により酸化
ガリウムを含有するスート体８を形成する。すなわち酸
水素バーナ９の酸水素火炎10中に三塩化ガリウム、四塩
化ケイ素等の原料ガスを供給し、この酸水素火炎10中で
の加水分解反応によりガラス微粒子を発生させ、このガ
ラス微粒子を種棒11の軸方向に沿って付着させることに
より酸化ガリウムを含有するスート体８を得る。ここで
スート体８とは、種棒11上にガラス微粒子が堆積された
多孔質母材を指呼している。
ガリウムを含有するスート体８を形成する。すなわち酸
水素バーナ９の酸水素火炎10中に三塩化ガリウム、四塩
化ケイ素等の原料ガスを供給し、この酸水素火炎10中で
の加水分解反応によりガラス微粒子を発生させ、このガ
ラス微粒子を種棒11の軸方向に沿って付着させることに
より酸化ガリウムを含有するスート体８を得る。ここで
スート体８とは、種棒11上にガラス微粒子が堆積された
多孔質母材を指呼している。
このに酸化ガリウムを含有させるためには、上述した
ように三塩化ガリウムが原料として用いられるが、この
三塩化ガリウムは、上述した三塩化アルミニウムと比較
して、その取扱いが容易である。これは、三塩化ガリウ
ムが三塩化アルミニウムと同様に昇華性の物質ではある
が、昇華点が77℃と三塩化アルミニウムと比較して低
く、100℃程度に加熱すれば30mmHg程度の蒸気圧が得ら
れるためである。従って、三塩化ガリウムは、工程上三
塩化アルミニウムウと比較してはるかに取扱い易く、定
量化して原料を送ることも可能である。
ように三塩化ガリウムが原料として用いられるが、この
三塩化ガリウムは、上述した三塩化アルミニウムと比較
して、その取扱いが容易である。これは、三塩化ガリウ
ムが三塩化アルミニウムと同様に昇華性の物質ではある
が、昇華点が77℃と三塩化アルミニウムと比較して低
く、100℃程度に加熱すれば30mmHg程度の蒸気圧が得ら
れるためである。従って、三塩化ガリウムは、工程上三
塩化アルミニウムウと比較してはるかに取扱い易く、定
量化して原料を送ることも可能である。
この希土類添加ガラスに酸化ガリウムを含有するため
の原料としては上記三塩化ガリウムの他、三ふっ化ガリ
ウム等が用いられる。
の原料としては上記三塩化ガリウムの他、三ふっ化ガリ
ウム等が用いられる。
次いで、このスート体８を予め用意した希土類元素溶
液中に浸漬し、スート体８中に希土類元素を含浸させ
る。この希土類元素溶液に用いられる希土類としては、
エルビウムの塩化物やネオジウムの塩化物等が用いられ
るがこれに限られるものでなく、得られるガラスの目
的、用途等に応じて適宜選択される。この溶液中の希土
類の濃度は、ガラスへの添加量等によって異なるが、２
〜10重量％程度が好ましい。またこの希土類を溶解する
溶媒としては、エチルアルコール等が好適に用いられ
る。
液中に浸漬し、スート体８中に希土類元素を含浸させ
る。この希土類元素溶液に用いられる希土類としては、
エルビウムの塩化物やネオジウムの塩化物等が用いられ
るがこれに限られるものでなく、得られるガラスの目
的、用途等に応じて適宜選択される。この溶液中の希土
類の濃度は、ガラスへの添加量等によって異なるが、２
〜10重量％程度が好ましい。またこの希土類を溶解する
溶媒としては、エチルアルコール等が好適に用いられ
る。
含浸後のスート体８を乾燥した後、第２図に示すよう
に加熱炉装置12にて塩素ガス雰囲気中における脱水処理
を行い、その後温度を上げてスート体８を透明ガラス13
とすることにより光ファイバ母材のコア部が製造され
る。なお、第２図中符号14は発熱体を示し、符号15は炉
心管を示すものである。
に加熱炉装置12にて塩素ガス雰囲気中における脱水処理
を行い、その後温度を上げてスート体８を透明ガラス13
とすることにより光ファイバ母材のコア部が製造され
る。なお、第２図中符号14は発熱体を示し、符号15は炉
心管を示すものである。
次に、この光ファイバ母材のコア部の外周上に外付法
等により石英系ガラスを付着させクラッド部を形成した
後、溶融紡糸を行うことによりこの例の光増幅用光ファ
イバが製造される。
等により石英系ガラスを付着させクラッド部を形成した
後、溶融紡糸を行うことによりこの例の光増幅用光ファ
イバが製造される。
このようにして製造されたこの例の光増幅用光ファイ
バを第３図に示す。図中符号16はコアを示し、符号17は
クラッドを示す。コア16は上述した酸化ガリウムと希土
類元素を含む石英ガラスからなるもので、クラッド17は
石英ガラスからなるものである。
バを第３図に示す。図中符号16はコアを示し、符号17は
クラッドを示す。コア16は上述した酸化ガリウムと希土
類元素を含む石英ガラスからなるもので、クラッド17は
石英ガラスからなるものである。
そして、このような光増幅用光ファイバを例えば第８
図に示すような光増幅器の光増幅用光ファイバ６として
用いたものが、本発明の光増幅器となる。
図に示すような光増幅器の光増幅用光ファイバ６として
用いたものが、本発明の光増幅器となる。
次に、光増幅用光ファイバの第２の例について説明す
る。この例の光増幅用光ファイバは、0.5重量％以上の
フッ素と0.05ppm以上の希土類元素を含む石英ガラスか
らなる第１コアとこの第１コアの周りに設けられた酸化
ゲルマニウム添加石英ガラスからなる第２コアを有する
ものである。
る。この例の光増幅用光ファイバは、0.5重量％以上の
フッ素と0.05ppm以上の希土類元素を含む石英ガラスか
らなる第１コアとこの第１コアの周りに設けられた酸化
ゲルマニウム添加石英ガラスからなる第２コアを有する
ものである。
第１コアに含まれる希土類元素としては、先の光増幅
用光ファイバのコアに含まれる元素と同様の元素が用い
られ、添加量も同様の範囲内であることが好ましい。
用光ファイバのコアに含まれる元素と同様の元素が用い
られ、添加量も同様の範囲内であることが好ましい。
また、フッ素の含有量としては、0.5〜2.5重量％程度
が好ましい。これは、含有量が0.5重量％より少ない
と、この材料を用いて光ファイバを形成しこれを光増幅
用の光ファイバとして用いた場合に、波長−利得特性が
平坦なピークとならず、また含有量が2.5重量％より多
いとガラスの高温での粘度が低くなりすぎて、ファイバ
に加工しずらいという不都合が生じるためである。
が好ましい。これは、含有量が0.5重量％より少ない
と、この材料を用いて光ファイバを形成しこれを光増幅
用の光ファイバとして用いた場合に、波長−利得特性が
平坦なピークとならず、また含有量が2.5重量％より多
いとガラスの高温での粘度が低くなりすぎて、ファイバ
に加工しずらいという不都合が生じるためである。
上記希土類元素およびフッ素が添加されるガラスとし
ては石英系ガラスが用いられる。
ては石英系ガラスが用いられる。
また、第２コアは酸化ゲルマニウム添加石英ガラスか
らなるもので、その酸化ゲルマニウムの濃度は６重量％
程度が好ましく、したがってこの第２コアは第１コアに
比べて十分高屈折率のものである。
らなるもので、その酸化ゲルマニウムの濃度は６重量％
程度が好ましく、したがってこの第２コアは第１コアに
比べて十分高屈折率のものである。
次に、このような光増幅用光ファイバの製造方法の一
例について説明する。
例について説明する。
この例の光増幅用光ファイバの製造方法は、先の例の
光増幅用光ファイバの製造方法とほぼ同様にして行なわ
れるが、異なる点としては、第１図に示すVAD法等を用
いてスート体８を形成する際に原料ガスに三塩化ガリウ
ム等の酸化ガリウムを含有させるための原料が含有され
ていないこと、および第２図に示す加熱炉装置にて加熱
処理を行い、スート体８を透明ガラス13とする際に、フ
ッ素含有ガス雰囲気中で行うことである。
光増幅用光ファイバの製造方法とほぼ同様にして行なわ
れるが、異なる点としては、第１図に示すVAD法等を用
いてスート体８を形成する際に原料ガスに三塩化ガリウ
ム等の酸化ガリウムを含有させるための原料が含有され
ていないこと、および第２図に示す加熱炉装置にて加熱
処理を行い、スート体８を透明ガラス13とする際に、フ
ッ素含有ガス雰囲気中で行うことである。
このようにフッ素含有ガス雰囲気中で加熱を行うこと
により、フッ素を容易に透明ガラス13中に拡散させるこ
とができる。従って、従来フッ素と同じ目的で含有する
三塩化アルミニウムと比較して、含有させる方法が容易
であり、また原料の取扱いも容易である。
により、フッ素を容易に透明ガラス13中に拡散させるこ
とができる。従って、従来フッ素と同じ目的で含有する
三塩化アルミニウムと比較して、含有させる方法が容易
であり、また原料の取扱いも容易である。
次に、このように製造された光ファイバ母材の第１コ
ア部の外周上に外付法等によりゲルマニウム添加石英ガ
ラスを付着して第２コア部を形成し、さらにこの第２コ
ア部の周囲に石英ガラスを付着してクラッド部を形成す
ることにより光ファイバ母材が形成される。
ア部の外周上に外付法等によりゲルマニウム添加石英ガ
ラスを付着して第２コア部を形成し、さらにこの第２コ
ア部の周囲に石英ガラスを付着してクラッド部を形成す
ることにより光ファイバ母材が形成される。
このようにして製造された光ファイバ母材を溶融紡糸
することにより光ファイバが製造される。このような光
増幅用光ファイバの一例を第４図に示す。この光ファイ
バは、その中心に設けられた第１コア18と、第１コア18
の周囲に形成された第２コア19と、さらに第２コアの周
囲に形成されたクラッド17とからなるものである。第１
コア18は、フッ素と希土類元素が添加された石英ガラス
からなるもので、第２コア19はゲルマニウム添加石英ガ
ラスから、クラッド17は石英ガラスから形成されてい
る。この光ファイバの屈折率分布を第５図中に実線にて
示す。ここで、第５図中符号Ａは第１コア18の領域を、
符号Ｂは第２コア19の領域を、符号Ｃはクラッド17の領
域を示す。
することにより光ファイバが製造される。このような光
増幅用光ファイバの一例を第４図に示す。この光ファイ
バは、その中心に設けられた第１コア18と、第１コア18
の周囲に形成された第２コア19と、さらに第２コアの周
囲に形成されたクラッド17とからなるものである。第１
コア18は、フッ素と希土類元素が添加された石英ガラス
からなるもので、第２コア19はゲルマニウム添加石英ガ
ラスから、クラッド17は石英ガラスから形成されてい
る。この光ファイバの屈折率分布を第５図中に実線にて
示す。ここで、第５図中符号Ａは第１コア18の領域を、
符号Ｂは第２コア19の領域を、符号Ｃはクラッド17の領
域を示す。
第５図に示すように、第１コア18の屈折率はフッ素が
含有されているため低くクラッド17の屈折率と略同等と
なっているが、屈折率の高い第２コア19がその周囲に設
けられているため、光がクラッド17側に逃げずに伝送さ
れる。また、第５図中に、この光ファイバにおけるモー
ドのフィールド分布を破線にて併せて示すが、屈折率が
領域Ａの部分で大きく落ち込んでいるにも拘わらず、光
増幅機能を有する領域Ａにおいてかなりの光強度が維持
されている。従って、光増幅用光ファイバとして用いた
場合、その光増幅機能を十分発揮することができる。さ
らにまた、この光ファイバのモードのエネルギー分布も
通常の光ファイバと比較して極端に変形していないの
で、通常の光ファイバとの接続損失が大きな問題とはな
らない。
含有されているため低くクラッド17の屈折率と略同等と
なっているが、屈折率の高い第２コア19がその周囲に設
けられているため、光がクラッド17側に逃げずに伝送さ
れる。また、第５図中に、この光ファイバにおけるモー
ドのフィールド分布を破線にて併せて示すが、屈折率が
領域Ａの部分で大きく落ち込んでいるにも拘わらず、光
増幅機能を有する領域Ａにおいてかなりの光強度が維持
されている。従って、光増幅用光ファイバとして用いた
場合、その光増幅機能を十分発揮することができる。さ
らにまた、この光ファイバのモードのエネルギー分布も
通常の光ファイバと比較して極端に変形していないの
で、通常の光ファイバとの接続損失が大きな問題とはな
らない。
「実施例」 （実施例１） 第１図に示すVAD法を用いて酸化ガリウムを含有する
スート体８を形成した後、このスート体８を塩化エルビ
ウムを含むエチルアルコール溶液に浸漬し、スート体８
内にエルビウムを含浸させた。次いで、このスート体８
を塩素ガス雰囲気中で脱水処理を施した後、さらに高温
で透明ガラス化して、希土類元素添加ガラスを得た。
スート体８を形成した後、このスート体８を塩化エルビ
ウムを含むエチルアルコール溶液に浸漬し、スート体８
内にエルビウムを含浸させた。次いで、このスート体８
を塩素ガス雰囲気中で脱水処理を施した後、さらに高温
で透明ガラス化して、希土類元素添加ガラスを得た。
この希土類元素添加ガラスを光ファイバ母材のコア部
として用い、周囲に石英ガラスからなるクラッド部を外
付法により形成した後、溶融紡糸して単一モード光ファ
イバを作製した。
として用い、周囲に石英ガラスからなるクラッド部を外
付法により形成した後、溶融紡糸して単一モード光ファ
イバを作製した。
この光ファイバは、コアの径が約９μｍで、光ファイ
バの外形が125μｍであった。また、コアの材質は、約2
00ppmのエルビウムと、約５モル％のガリウムとを含む
石英系のガラスであった。
バの外形が125μｍであった。また、コアの材質は、約2
00ppmのエルビウムと、約５モル％のガリウムとを含む
石英系のガラスであった。
この光ファイバを第８図に示すような光増幅器に光増
幅用の光ファイバとして用い、その波長−利得特性を測
定した。励起光源としては1.48μｍ半導体レーザを用
い、光ファイバの長さは約10mであった。結果を第６図
に示す。
幅用の光ファイバとして用い、その波長−利得特性を測
定した。励起光源としては1.48μｍ半導体レーザを用
い、光ファイバの長さは約10mであった。結果を第６図
に示す。
第６図より明らかなように、第９図に示す従来のEDF
の波長−利得特性と比較して、ピークが平坦化してお
り、1.53〜1.57μｍ領域の波長において、約25dBの利得
が得られた。
の波長−利得特性と比較して、ピークが平坦化してお
り、1.53〜1.57μｍ領域の波長において、約25dBの利得
が得られた。
（実施例２） まず、VAD法を用いて純粋な石英ガラスからなるスー
ト体８を形成した。次いで、このスート体８を塩化エル
ビウムを含むエチルアルコール溶液に浸漬し、スート体
８内にエルビウムを含浸させた。このスート体８を塩素
ガス雰囲気中で脱水処理を施した後、さらに、フッ素ガ
ス雰囲気中で透明ガラス化して希土類元素添加ガラスを
得た。
ト体８を形成した。次いで、このスート体８を塩化エル
ビウムを含むエチルアルコール溶液に浸漬し、スート体
８内にエルビウムを含浸させた。このスート体８を塩素
ガス雰囲気中で脱水処理を施した後、さらに、フッ素ガ
ス雰囲気中で透明ガラス化して希土類元素添加ガラスを
得た。
このガラスを光ファイバ母材の第１コア部として用
い、このガラスの周囲にゲルマニウム添加石英ガラスか
らなる第２コア部を外付法により形成し、次いで石英ガ
ラスからなるクラッド部を同じく外付法により形成し
た。
い、このガラスの周囲にゲルマニウム添加石英ガラスか
らなる第２コア部を外付法により形成し、次いで石英ガ
ラスからなるクラッド部を同じく外付法により形成し
た。
この光ファイバ母材において、第１コア部はガラス中
のエルビウムの濃度は約60ppm、フッ素の濃度は約0.5重
量％であった。また、第２のコア部はゲルマニウム添加
石英ガラスからなるもので、酸化ゲルマニウムの濃度は
約６重量％であった。
のエルビウムの濃度は約60ppm、フッ素の濃度は約0.5重
量％であった。また、第２のコア部はゲルマニウム添加
石英ガラスからなるもので、酸化ゲルマニウムの濃度は
約６重量％であった。
このような光ファイバ母材を、溶融紡糸して単一モー
ド光ファイバを作製した。この光ファイバは、外径が12
5μｍで、第１のコアの径が約５μｍ、第２のコアの径
が約９μｍであった。また、この光ファイバの第２次モ
ードのカットオフ波長は約1.3μｍであった。
ド光ファイバを作製した。この光ファイバは、外径が12
5μｍで、第１のコアの径が約５μｍ、第２のコアの径
が約９μｍであった。また、この光ファイバの第２次モ
ードのカットオフ波長は約1.3μｍであった。
この光ファイバを、実施例１と同様に第８図に示すよ
うな光増幅器に光増幅用の光ファイバとして用い、その
波長−利得特性を測定した。結果を第７図に示す。
うな光増幅器に光増幅用の光ファイバとして用い、その
波長−利得特性を測定した。結果を第７図に示す。
第７図より明らかなように、第９図に示す従来のEDF
の波長−利得特性と比較して平坦化したピークが得られ
た。
の波長−利得特性と比較して平坦化したピークが得られ
た。
「発明の効果」 本発明の光増幅器にあっては、その光増幅用光ファイ
バとして、0.1重量％以上の酸化ガリウムと0.05ppm以上
の希土類元素を含有する石英ガラスからなるコアを有す
る光ファイバまたは0.5重量％以上のフッ素と0.55ppm以
上の希土類元素を含有する石英ガラスからなる第１コア
とこの第１コアの周りに設けられた酸化ゲルマニウム添
加石英ガラスからなる第２コアを有する光ファイバを用
いたものであるので、波長1.55μｍ帯において高い光増
幅利得が得られるとともに、この波長域において波長−
利得特性が平坦となる。このため、波長多重信号光の光
増幅に好適となる。
バとして、0.1重量％以上の酸化ガリウムと0.05ppm以上
の希土類元素を含有する石英ガラスからなるコアを有す
る光ファイバまたは0.5重量％以上のフッ素と0.55ppm以
上の希土類元素を含有する石英ガラスからなる第１コア
とこの第１コアの周りに設けられた酸化ゲルマニウム添
加石英ガラスからなる第２コアを有する光ファイバを用
いたものであるので、波長1.55μｍ帯において高い光増
幅利得が得られるとともに、この波長域において波長−
利得特性が平坦となる。このため、波長多重信号光の光
増幅に好適となる。
また、この光増幅用光ファイバを容易に製造すること
ができる。
ができる。
第１図および第２図は本発明での光増幅用光ファイバの
製造に用いられる光ファイバ母材の製造法を示す概略説
明図、第３図および第４図は、本発明での光増幅用光フ
ァイバの例を示す概略断面図、第５図は、本発明での光
増幅用光ファイバの第２の例の屈折率分布およびモード
分布を示すグラフ、第６図および第７図は、本発明の光
増幅器の波長−利得特性の一例を示すグラフ、第８図は
光増幅器を示す概略構成図、第９図は従来の光増幅器の
波長−利得特性を示すグラフである。 １……光源、３……光ファイバカプラ、４……高出力レ
ーザ、６……光増幅用光ファイバ、16……コア、18……
第１コア、19……第２コア。
製造に用いられる光ファイバ母材の製造法を示す概略説
明図、第３図および第４図は、本発明での光増幅用光フ
ァイバの例を示す概略断面図、第５図は、本発明での光
増幅用光ファイバの第２の例の屈折率分布およびモード
分布を示すグラフ、第６図および第７図は、本発明の光
増幅器の波長−利得特性の一例を示すグラフ、第８図は
光増幅器を示す概略構成図、第９図は従来の光増幅器の
波長−利得特性を示すグラフである。 １……光源、３……光ファイバカプラ、４……高出力レ
ーザ、６……光増幅用光ファイバ、16……コア、18……
第１コア、19……第２コア。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C03C 3/06 C03C 4/12 C03C 13/04 G02F 1/35 501
Claims (3)
- 【請求項１】信号光と励起光とを合波して光増幅用光フ
ァイバに入射し、この光増幅用光ファイバで信号光を光
増幅する光増幅器において、 上記光増幅用光ファイバが、0.1重量％以上の酸化ガリ
ウムと0.05ppm以上の希土類元素を含有する石英ガラス
からなるコアを有する光ファイバであることを特徴とす
る光増幅器。 - 【請求項２】信号光と励起光とを合波して光増幅用光フ
ァイバに入射し、この光増幅用光ファイバで信号光を光
増幅する光増幅器において、 上記光増幅用ファイバが、0.5重量％以上のフッ素と0.0
5ppm以上の希土類元素を含有する石英ガラスからなる第
１コアと、この第１コアの周りに設けられた酸化ゲルマ
ニウム添加石英ガラスからなる第２コアを有する光ファ
イバであることを特徴とする光増幅器。 - 【請求項３】信号光の波長帯が1.55μｍ帯であることを
特徴とする請求項１または２記載の光増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022528A JP2910930B2 (ja) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | 光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022528A JP2910930B2 (ja) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | 光増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03228846A JPH03228846A (ja) | 1991-10-09 |
| JP2910930B2 true JP2910930B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=12085296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022528A Expired - Fee Related JP2910930B2 (ja) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | 光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2910930B2 (ja) |
-
1990
- 1990-02-01 JP JP2022528A patent/JP2910930B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03228846A (ja) | 1991-10-09 |
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