JP2972366B2 - 部分エルビウム添加光ファイバカップラ及びその製造方法 - Google Patents
部分エルビウム添加光ファイバカップラ及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光増幅器として用い
られる光ファイバカップラにおいて、その利得効率を向
上せしめた部分エルビウム添加光ファイバカップラ及び
その製造方法及びその製造方法に関する。
られる光ファイバカップラにおいて、その利得効率を向
上せしめた部分エルビウム添加光ファイバカップラ及び
その製造方法及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光ファイバカップラを用いた光増
幅器としては、クラッドにエルビウム（以下、Ｅｒと略
記する）を添加した２本の光ファイバを融着・延伸して
作製した光増幅用光ファイバカップラを利用する技術が
知られている。
幅器としては、クラッドにエルビウム（以下、Ｅｒと略
記する）を添加した２本の光ファイバを融着・延伸して
作製した光増幅用光ファイバカップラを利用する技術が
知られている。
【０００３】図１０は、上記従来の光増幅用光ファイバ
カップラを示すもので、図中符号１はＥｒ添加光ファイ
バカップラである。
カップラを示すもので、図中符号１はＥｒ添加光ファイ
バカップラである。
【０００４】上記Ｅｒ添加光ファイバカップラ１は、ゲ
ルマニウムドープ石英ガラスよりなる径１０μｍのコア
２と、ゲルマニウム（以下、Ｇｅと略記する）に加えて
エルビウムを１５００ｐｐｍドープした石英ガラスより
なるクラッド３とから構成されている光ファイバ４の２
本を融着延伸して作製されたものである。
ルマニウムドープ石英ガラスよりなる径１０μｍのコア
２と、ゲルマニウム（以下、Ｇｅと略記する）に加えて
エルビウムを１５００ｐｐｍドープした石英ガラスより
なるクラッド３とから構成されている光ファイバ４の２
本を融着延伸して作製されたものである。
【０００５】上記Ｅｒ添加光ファイバカップラ１は、例
えば図１１に示される光増幅システムに用いられる。こ
の光増幅システムは、波長１.５５μｍ帯の光増幅を目
指したエルビウム（Ｅr）添加単一モードファイバ５
に、上記光ファイバカプラ１を用いて励起光源６からの
励起光と信号光７とを入射し、励起光で励起されたＥｒ
イオンのエネルギーが誘導放出によって信号光に与えら
れ、増幅された光がファイバ通信路８に伝送される構成
になっている。
えば図１１に示される光増幅システムに用いられる。こ
の光増幅システムは、波長１.５５μｍ帯の光増幅を目
指したエルビウム（Ｅr）添加単一モードファイバ５
に、上記光ファイバカプラ１を用いて励起光源６からの
励起光と信号光７とを入射し、励起光で励起されたＥｒ
イオンのエネルギーが誘導放出によって信号光に与えら
れ、増幅された光がファイバ通信路８に伝送される構成
になっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のＥｒ添加光ファイバカップラにおいては、クラッド
部分全域、すなわち光パワー密度の低い領域にまでＥｒ
が添加されており、このような領域では光パワーによる
反転分布の効率が悪く、従ってその分だけＥｒイオンに
よる光増幅効率は低くなるという問題があった。
来のＥｒ添加光ファイバカップラにおいては、クラッド
部分全域、すなわち光パワー密度の低い領域にまでＥｒ
が添加されており、このような領域では光パワーによる
反転分布の効率が悪く、従ってその分だけＥｒイオンに
よる光増幅効率は低くなるという問題があった。
【０００７】また、上記光ファイバカップラ１を用いた
増幅器においては、Ｅｒ添加領域の長さが必然的に非常
に短くなるため、十分な増幅を得るためにＥｒ添加濃度
を高くするが、Ｅｒの濃度が１００ｐｐｍを越えると、
本来Ｅｒイオンの誘導放出によって信号光７に与えられ
るべき励起エネルギーをＥｒイオン同士で授受する現象
（アップ・コンバージョン効果）を起こし、利得を低下
させる不都合があった。
増幅器においては、Ｅｒ添加領域の長さが必然的に非常
に短くなるため、十分な増幅を得るためにＥｒ添加濃度
を高くするが、Ｅｒの濃度が１００ｐｐｍを越えると、
本来Ｅｒイオンの誘導放出によって信号光７に与えられ
るべき励起エネルギーをＥｒイオン同士で授受する現象
（アップ・コンバージョン効果）を起こし、利得を低下
させる不都合があった。
【０００８】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、クラッドの一部にＥｒ添加領域を有する構造とする
ことにより高利得とした光増幅用の部分Ｅｒ添加光ファ
イバカップラを提供することを目的とする。
で、クラッドの一部にＥｒ添加領域を有する構造とする
ことにより高利得とした光増幅用の部分Ｅｒ添加光ファ
イバカップラを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】かかる課題は、コア・ク
ラッドよりなる２本の希土類添加光ファイバを融着、延
伸して製作される光ファイバカップラにおいて、上記光
ファイバカップラの融着部分における２本のコアに挟ま
れたクラッド領域にのみＥｒを含むドーパントが添加さ
れた構成とする事により解決される。
ラッドよりなる２本の希土類添加光ファイバを融着、延
伸して製作される光ファイバカップラにおいて、上記光
ファイバカップラの融着部分における２本のコアに挟ま
れたクラッド領域にのみＥｒを含むドーパントが添加さ
れた構成とする事により解決される。
【００１０】また、上記光ファイバカップラは、中心に
Ｅｒ添加石英ガラス部を有し、かつその外側に純粋石英
ガラス層を備えた第１のガラスロッドを作製する第１工
程と、さらに上記第１のガラスロッドの一部を上記Ｅｒ
添加石英ガラス部と純粋石英ガラス層との境界を含むよ
うに円柱状に貫き出して、一部にＥｒが添加された第２
のガラスロッドを作製する第２工程と、上記第２のガラ
スロッドの中心を円柱状に貫き出して中心孔を形成する
とともに、該中心孔内に別途用意したコア・クラッド構
造の円柱状の光ファイバ中間母材を挿入し、これらを加
熱一体化して光ファイバ母材を作製した後に、該光ファ
イバ母材を紡糸してクラッドの一部にＥｒを添加した光
ファイバを作製する第３工程と、上記光ファイバ２本を
用意し、これら光ファイバの各々のＥｒ添加部分を接触
させて並べ、これを融着、延伸する第４工程と経て作製
されるのが望ましい。
Ｅｒ添加石英ガラス部を有し、かつその外側に純粋石英
ガラス層を備えた第１のガラスロッドを作製する第１工
程と、さらに上記第１のガラスロッドの一部を上記Ｅｒ
添加石英ガラス部と純粋石英ガラス層との境界を含むよ
うに円柱状に貫き出して、一部にＥｒが添加された第２
のガラスロッドを作製する第２工程と、上記第２のガラ
スロッドの中心を円柱状に貫き出して中心孔を形成する
とともに、該中心孔内に別途用意したコア・クラッド構
造の円柱状の光ファイバ中間母材を挿入し、これらを加
熱一体化して光ファイバ母材を作製した後に、該光ファ
イバ母材を紡糸してクラッドの一部にＥｒを添加した光
ファイバを作製する第３工程と、上記光ファイバ２本を
用意し、これら光ファイバの各々のＥｒ添加部分を接触
させて並べ、これを融着、延伸する第４工程と経て作製
されるのが望ましい。
【００１１】また、請求項２記載の部分Ｅｒ添加光ファ
イバカップラの製造方法においては、第１工程における
第１のガラスロッドの作製時に、Ｅｒとアルミニウム
（以下、Ａｌと略記する）と屈折率低下剤とを含むドー
パントを純粋石英ガラスロッドに共添加するのが望まし
い。
イバカップラの製造方法においては、第１工程における
第１のガラスロッドの作製時に、Ｅｒとアルミニウム
（以下、Ａｌと略記する）と屈折率低下剤とを含むドー
パントを純粋石英ガラスロッドに共添加するのが望まし
い。
【００１２】また、上記光ファイバカップラはＥｒ添加
石英ガラス板を作製し、該Ｅｒ添加石英ガラス板を別途
用意しておいたコア・クラッドよりなる２本の光ファイ
バ母材の間に設置して、これら３者を融着、延伸して作
製するのが望ましい。
石英ガラス板を作製し、該Ｅｒ添加石英ガラス板を別途
用意しておいたコア・クラッドよりなる２本の光ファイ
バ母材の間に設置して、これら３者を融着、延伸して作
製するのが望ましい。
【００１３】請求項３記載の部分Ｅｒ添加光ファイバカ
ップラの製造方法においては、Ｅｒ添加石英ガラス板の
作製時に、ＥｒとＡｌと屈折率添加剤とを含むドーパン
トを純粋石英ガラス板に共添加するのが望ましい。
ップラの製造方法においては、Ｅｒ添加石英ガラス板の
作製時に、ＥｒとＡｌと屈折率添加剤とを含むドーパン
トを純粋石英ガラス板に共添加するのが望ましい。
【００１４】
【作用】以上述べたように、本発明の部分Ｅｒ添加光フ
ァイバカップラにあっては、光パワー密度の最も高いク
ラッド融着部分のみにＥｒを添加した構成としたので、
Ｅｒイオンの励起が極めて効率よく行われる。
ァイバカップラにあっては、光パワー密度の最も高いク
ラッド融着部分のみにＥｒを添加した構成としたので、
Ｅｒイオンの励起が極めて効率よく行われる。
【００１５】また、請求項３及び請求項４で述べたよう
に、上記部分Ｅｒ添加光ファイバカップラ作製時におい
て、クラッド融着部分のＥｒ添加領域にＥｒの他にＡｌ
と屈折率低下剤とを含むドーパントを共添加すると、添
加されたＡｌにより、作製された部分Ｅｒ添加光ファイ
バカップラのクラッド融着部分（Ｅｒ，Ａｌ，屈折率低
下剤添加領域）のアップ・コンバージョン効果が抑制さ
れ、これにより上記部分Ｅｒ添加光ファイバカップラの
利得の低下が防止される。また、さらに添加された屈折
率添加剤によって屈折率が低下され、これによりＡｌを
共添加した場合における屈折率の上昇による伝送損失の
増大が防止される。
に、上記部分Ｅｒ添加光ファイバカップラ作製時におい
て、クラッド融着部分のＥｒ添加領域にＥｒの他にＡｌ
と屈折率低下剤とを含むドーパントを共添加すると、添
加されたＡｌにより、作製された部分Ｅｒ添加光ファイ
バカップラのクラッド融着部分（Ｅｒ，Ａｌ，屈折率低
下剤添加領域）のアップ・コンバージョン効果が抑制さ
れ、これにより上記部分Ｅｒ添加光ファイバカップラの
利得の低下が防止される。また、さらに添加された屈折
率添加剤によって屈折率が低下され、これによりＡｌを
共添加した場合における屈折率の上昇による伝送損失の
増大が防止される。
【００１６】以下、本発明を図面を用いて詳細に説明す
る。図１は本発明の部分Ｅｒ添加光ファイバカップラ
（以下、部分ＥＤＦカップラと略記する）の一例を示す
図で、図中符号１１は部分ＥＤＦカップラである。
る。図１は本発明の部分Ｅｒ添加光ファイバカップラ
（以下、部分ＥＤＦカップラと略記する）の一例を示す
図で、図中符号１１は部分ＥＤＦカップラである。
【００１７】上記部分ＥＤＦカップラ１１は、コア１
２，１２と、クラッド部１３とから構成され、上記コア
１２，１２間のクラッド部１３の一部（クラッド融着部
分１４）にはＥｒ添加領域１５が形成されている。この
Ｅｒ添加領域に添加されているＥｒの量は、２０００〜
４０００ｗｔ・ｐｐｍ程度とするのが望ましい。
２，１２と、クラッド部１３とから構成され、上記コア
１２，１２間のクラッド部１３の一部（クラッド融着部
分１４）にはＥｒ添加領域１５が形成されている。この
Ｅｒ添加領域に添加されているＥｒの量は、２０００〜
４０００ｗｔ・ｐｐｍ程度とするのが望ましい。
【００１８】また、先に述べたＥｒの高濃度添加によっ
て発生するアップ・コンバージョン効果による利得の低
下を防止する目的で、上記Ｅｒ添加領域にＡｌを共添加
するとより好ましい。なおこの際のＡｌ添加量は３００
０〜１００００ｗｔ・ｐｐｍ程度とするのが望ましい。
て発生するアップ・コンバージョン効果による利得の低
下を防止する目的で、上記Ｅｒ添加領域にＡｌを共添加
するとより好ましい。なおこの際のＡｌ添加量は３００
０〜１００００ｗｔ・ｐｐｍ程度とするのが望ましい。
【００１９】また、上記のようにＥｒ添加領域にＡｌを
添加した場合においては、屈折率が上昇して損失が大き
くなるのを防止する目的で、例えばフッ素などの屈折率
低下剤を共添加するとより好ましい。なお、この際のフ
ッ素添加量は比屈折率低下が０.１２％となるように０.
４〜０.６ｗｔ％程度とするのが望ましい。また、屈折
率低下剤は上記フッ素に限定されることなく例えばボロ
ン等を用いても良い。
添加した場合においては、屈折率が上昇して損失が大き
くなるのを防止する目的で、例えばフッ素などの屈折率
低下剤を共添加するとより好ましい。なお、この際のフ
ッ素添加量は比屈折率低下が０.１２％となるように０.
４〜０.６ｗｔ％程度とするのが望ましい。また、屈折
率低下剤は上記フッ素に限定されることなく例えばボロ
ン等を用いても良い。
【００２０】次に、上記本発明の部分ＥＤＦカップラの
第１の製造方法について説明する。
第１の製造方法について説明する。
【００２１】本法は、概ね以下〜に示す４工程で表
すことができる。
すことができる。
【００２２】 中心にＥｒ添加石英ガラス部を有し、
かつその外側に純粋石英ガラス層を備えた第１のガラス
ロッドを作製する第１工程。
かつその外側に純粋石英ガラス層を備えた第１のガラス
ロッドを作製する第１工程。
【００２３】 上記第１のガラスロッドの一部を上記
Ｅｒ添加石英ガラス部と純粋石英ガラス層との境界を含
むように円柱状に貫き出して、一部にＥｒが添加された
第２のガラスロッドを作製する第２工程。
Ｅｒ添加石英ガラス部と純粋石英ガラス層との境界を含
むように円柱状に貫き出して、一部にＥｒが添加された
第２のガラスロッドを作製する第２工程。
【００２４】 上記第２のガラスロッドの中心を円柱
状に貫き出して中心孔を形成するとともに、その中心孔
内に別途用意したコア・クラッド構造の円柱状の光ファ
イバ中間母材を挿入し、これを加熱一体化して光ファイ
バ母材を作製した後に、該光ファイバ母材を紡糸してク
ラッドの一部にＥｒを添加した光ファイバを作製する第
３工程。
状に貫き出して中心孔を形成するとともに、その中心孔
内に別途用意したコア・クラッド構造の円柱状の光ファ
イバ中間母材を挿入し、これを加熱一体化して光ファイ
バ母材を作製した後に、該光ファイバ母材を紡糸してク
ラッドの一部にＥｒを添加した光ファイバを作製する第
３工程。
【００２５】 上記第３工程を経て得られる光ファイ
バを２本用意し、これら２本の光ファイバの各々のＥｒ
添加部分を接触させて並べ、これを融着、延伸する第４
工程。
バを２本用意し、これら２本の光ファイバの各々のＥｒ
添加部分を接触させて並べ、これを融着、延伸する第４
工程。
【００２６】上記第１工程においては、まず通常のＶＡ
Ｄ法により、石英ガラスロッドにスートを形成し、得ら
れたスート体をＥｒの塩化物（ＥｒＣｌ3・１／２Ｈ
2Ｏ）の塩酸溶液中に浸漬してスート体内にＥｒを含浸
させ、Ｅｒ添加スート体を作製する。なお、上記ＶＡＤ
法によるスート体作製時に用いる原料ガスとしては、Ｓ
ｉＣｌ4等の他にＧｅＣｌ4などの屈折率調整用のドーパ
ント用いても良い。
Ｄ法により、石英ガラスロッドにスートを形成し、得ら
れたスート体をＥｒの塩化物（ＥｒＣｌ3・１／２Ｈ
2Ｏ）の塩酸溶液中に浸漬してスート体内にＥｒを含浸
させ、Ｅｒ添加スート体を作製する。なお、上記ＶＡＤ
法によるスート体作製時に用いる原料ガスとしては、Ｓ
ｉＣｌ4等の他にＧｅＣｌ4などの屈折率調整用のドーパ
ント用いても良い。
【００２７】またスート体を浸漬する浸漬液として、上
述したＥｒの塩酸溶液の代わりに、ＥｒＣｌ3とＡｌＣ
ｌ3とを含有するアルコール溶液を用いると、上記スー
ト体内にＥｒとＡｌとを共添加することができる。
述したＥｒの塩酸溶液の代わりに、ＥｒＣｌ3とＡｌＣ
ｌ3とを含有するアルコール溶液を用いると、上記スー
ト体内にＥｒとＡｌとを共添加することができる。
【００２８】次に、上記操作により得られたＥｒ添加ス
ート体を乾燥させる。この乾燥方法は特に限定されない
が、例えば上記Ｅｒ添加スート体を乾燥用の筒内に収容
し、この筒の一端から、筒内のスート体に乾燥窒素ガス
を供給量２０００ｃｃ／分程度の条件で吹き付け、室温
で６０時間程度乾燥を行う方法が用いられる。また、ス
ート体浸漬液として、ＥｒＣｌ3とＡｌＣｌ3とを含有す
るアルコール溶液を用いた場合に得られるＥｒ・Ａｌ共
添加スート体は、アルコールを完全に取り除くため、上
記Ｅｒ添加スート体の乾燥に用いたのと同様の筒内に収
容し、不活性ガス（Ｈｅ等）雰囲気中７０〜１００℃の
条件で９６時間以上乾燥する方法が用いられる。なお、
このＥｒ・Ａｌ共添加スート体には、フッ素等の屈折率
低下剤を添加するのが望ましく、このフッ素等の添加操
作は、上記乾燥後のＥｒ添加スート体を加熱炉内に入
れ、さらにこの加熱炉内をＳｉＦ4、ＣＦ4、ＳＦ6、Ｃ2
Ｃｌ2Ｆ2などの１種単独または混合物よりなるガスの雰
囲気とするか、あるいはそれらガスとアルゴンやヘリウ
ム等との混合雰囲気中において１４００〜１５００℃で
加熱透明化することにより行われる。
ート体を乾燥させる。この乾燥方法は特に限定されない
が、例えば上記Ｅｒ添加スート体を乾燥用の筒内に収容
し、この筒の一端から、筒内のスート体に乾燥窒素ガス
を供給量２０００ｃｃ／分程度の条件で吹き付け、室温
で６０時間程度乾燥を行う方法が用いられる。また、ス
ート体浸漬液として、ＥｒＣｌ3とＡｌＣｌ3とを含有す
るアルコール溶液を用いた場合に得られるＥｒ・Ａｌ共
添加スート体は、アルコールを完全に取り除くため、上
記Ｅｒ添加スート体の乾燥に用いたのと同様の筒内に収
容し、不活性ガス（Ｈｅ等）雰囲気中７０〜１００℃の
条件で９６時間以上乾燥する方法が用いられる。なお、
このＥｒ・Ａｌ共添加スート体には、フッ素等の屈折率
低下剤を添加するのが望ましく、このフッ素等の添加操
作は、上記乾燥後のＥｒ添加スート体を加熱炉内に入
れ、さらにこの加熱炉内をＳｉＦ4、ＣＦ4、ＳＦ6、Ｃ2
Ｃｌ2Ｆ2などの１種単独または混合物よりなるガスの雰
囲気とするか、あるいはそれらガスとアルゴンやヘリウ
ム等との混合雰囲気中において１４００〜１５００℃で
加熱透明化することにより行われる。
【００３０】次に、上記の乾燥されたＥｒ添加スート体
を、別途用意しておいた純粋石英管内に挿入し、さらに
これを加熱一体化して図２に示すような、中心にＥｒ添
加石英ガラス部２１を有し、かつその外側に純粋石英ガ
ラス層２２を備えた合成ガラスロッド２３（第１のガラ
スロッド）を作製する。
を、別途用意しておいた純粋石英管内に挿入し、さらに
これを加熱一体化して図２に示すような、中心にＥｒ添
加石英ガラス部２１を有し、かつその外側に純粋石英ガ
ラス層２２を備えた合成ガラスロッド２３（第１のガラ
スロッド）を作製する。
【００３１】次に、第２工程において上記合成ガラスロ
ッド２３の一部を、図２中Ｂに示すようにＥｒ添加石英
ガラス部２１と純粋石英ガラス層２２との境界を含むよ
うに円柱状に貫き出し、図３に示すような一部にＥｒ添
加領域２４を備えた、部分Ｅｒ添加ガラスロッド２５
（第２のガラスロッド）を作製する。
ッド２３の一部を、図２中Ｂに示すようにＥｒ添加石英
ガラス部２１と純粋石英ガラス層２２との境界を含むよ
うに円柱状に貫き出し、図３に示すような一部にＥｒ添
加領域２４を備えた、部分Ｅｒ添加ガラスロッド２５
（第２のガラスロッド）を作製する。
【００３２】次に、第３工程において上記部分Ｅｒ添加
ガラスロッド２５の中心を円柱状に貫き出して図４ａに
示すような中心孔２６を形成する。さらにその中心孔２
６内に図４ｂに示すようなコア１２とクラッド１３とを
有する円柱状の光ファイバ中間母材２７を挿入し、これ
を加熱一体化して得た光ファイバ母材を紡糸して、図５
に示すようなクラッドの一部にＥｒ添加領域２４を有す
る部分Ｅｒ添加光ファイバ２８を作製する。
ガラスロッド２５の中心を円柱状に貫き出して図４ａに
示すような中心孔２６を形成する。さらにその中心孔２
６内に図４ｂに示すようなコア１２とクラッド１３とを
有する円柱状の光ファイバ中間母材２７を挿入し、これ
を加熱一体化して得た光ファイバ母材を紡糸して、図５
に示すようなクラッドの一部にＥｒ添加領域２４を有す
る部分Ｅｒ添加光ファイバ２８を作製する。
【００３３】次に、第４工程において上記部分Ｅｒ添加
光ファイバ２８二本を図６に示すように各々のＥｒ添加
領域２４を接触させて並べ、これを融着、延伸すること
により図１ａおよび図１ｂに示す部分ＥＤＦカップラ１
１が作製される。
光ファイバ２８二本を図６に示すように各々のＥｒ添加
領域２４を接触させて並べ、これを融着、延伸すること
により図１ａおよび図１ｂに示す部分ＥＤＦカップラ１
１が作製される。
【００３４】次に、上記本発明の部分ＥＤＦカップラの
第２の製造方法について説明する。本法は、Ｅｒ添加石
英ガラス板を作製し、このＥｒ添加石英ガラス板を別途
用意しておいたコア・クラッドよりなる２本の光ファイ
バ母材の間に設置して、これら３者を融着、延伸して部
分Ｅｒ添加光ファイバカップラを製造する方法である。
第２の製造方法について説明する。本法は、Ｅｒ添加石
英ガラス板を作製し、このＥｒ添加石英ガラス板を別途
用意しておいたコア・クラッドよりなる２本の光ファイ
バ母材の間に設置して、これら３者を融着、延伸して部
分Ｅｒ添加光ファイバカップラを製造する方法である。
【００３５】まず、はじめに純粋石英ガラス板表面上に
通常のＶＡＤ法を用いて、スートを形成し、得られたス
ート体をＥｒの塩化物（ＥｒＣｌ3・１／２Ｈ2Ｏ）の塩
酸溶液中に浸漬してスート体内にＥｒを含浸させ、Ｅｒ
添加スート体を作製する。なお、上記ＶＡＤ法によるス
ート体作製時に用いる原料ガスとしては、ＳｉＣｌ4等
の他にＧｅＣｌ4などの屈折率調整用のドーパント用い
ても良い。
通常のＶＡＤ法を用いて、スートを形成し、得られたス
ート体をＥｒの塩化物（ＥｒＣｌ3・１／２Ｈ2Ｏ）の塩
酸溶液中に浸漬してスート体内にＥｒを含浸させ、Ｅｒ
添加スート体を作製する。なお、上記ＶＡＤ法によるス
ート体作製時に用いる原料ガスとしては、ＳｉＣｌ4等
の他にＧｅＣｌ4などの屈折率調整用のドーパント用い
ても良い。
【００３６】またスート体を浸漬する浸漬液として、上
述したＥｒの塩酸溶液の代わりに、ＥｒＣｌ3とＡｌＣ
ｌ3とを含有するアルコール溶液を用いると、上記スー
ト体内にＥｒとＡｌとを共添加することができる。
述したＥｒの塩酸溶液の代わりに、ＥｒＣｌ3とＡｌＣ
ｌ3とを含有するアルコール溶液を用いると、上記スー
ト体内にＥｒとＡｌとを共添加することができる。
【００３７】次に、上記操作により得られたＥｒ添加ス
ート体を乾燥させる。この乾燥方法は先に述べた第１の
方法の第１工程におけるスート乾燥操作と同様の方法で
行う。なお、このＥｒ・Ａｌ共添加スート体には、先の
第１の方法と同様フッ素等の屈折率低下剤を添加するの
が望ましく、またこのフッ素等の添加操作も先の第１の
方法と同様である。以上の操作により図７に示す板状Ｅ
ｒ添加スート体３１を作製する。
ート体を乾燥させる。この乾燥方法は先に述べた第１の
方法の第１工程におけるスート乾燥操作と同様の方法で
行う。なお、このＥｒ・Ａｌ共添加スート体には、先の
第１の方法と同様フッ素等の屈折率低下剤を添加するの
が望ましく、またこのフッ素等の添加操作も先の第１の
方法と同様である。以上の操作により図７に示す板状Ｅ
ｒ添加スート体３１を作製する。
【００３８】次に、図８に示すように別途用意しておい
たコア３２、クラッド３３よりなる２本の光ファイバ母
材３４，３４の間に上記板状Ｅｒ添加スート体３１を設
置し、さらにこれら３者を融着、延伸して図１に示すよ
うな部分Ｅｒ添加光ファイバカップラ１１を作製する。
たコア３２、クラッド３３よりなる２本の光ファイバ母
材３４，３４の間に上記板状Ｅｒ添加スート体３１を設
置し、さらにこれら３者を融着、延伸して図１に示すよ
うな部分Ｅｒ添加光ファイバカップラ１１を作製する。
【００３９】
【実施例】先に述べた第１の方法を用いて部分Ｅｒ添加
光ファイバカップラを作製した。
光ファイバカップラを作製した。
【００４０】まず、第１工程においてフッ素０.５ｗｔ
・％とＡｌ１ｗｔ・％と、Ｅｒ５０００ｐｐｍとを共添
加したスート体を作製した。次に、このスート体を径１
４ｍｍとなるように延伸したものを別途用意しておいた
外径４０ｍｍ、内径２２ｍｍの石英管内に挿入し、さら
にこれを加熱一体化して図２に示すような、中心にＥｒ
添加石英ガラス部２１を有し、かつその外側に純粋石英
ガラス層２２を備えた合成ガラスロッド２３を作製し
た。
・％とＡｌ１ｗｔ・％と、Ｅｒ５０００ｐｐｍとを共添
加したスート体を作製した。次に、このスート体を径１
４ｍｍとなるように延伸したものを別途用意しておいた
外径４０ｍｍ、内径２２ｍｍの石英管内に挿入し、さら
にこれを加熱一体化して図２に示すような、中心にＥｒ
添加石英ガラス部２１を有し、かつその外側に純粋石英
ガラス層２２を備えた合成ガラスロッド２３を作製し
た。
【００４１】次に第２工程において上記合成ガラスロッ
ド２３の一部を、図２中符号Ｂに示すようにＥｒ添加石
英ガラス部２１と純粋石英ガラス層２２との境界を含む
ように円柱状に貫き出して、図３に示すような一部にＥ
ｒ添加領域２４を備えた、外径１５ｍｍの部分Ｅｒ添加
ガラスロッド２５を作製した。
ド２３の一部を、図２中符号Ｂに示すようにＥｒ添加石
英ガラス部２１と純粋石英ガラス層２２との境界を含む
ように円柱状に貫き出して、図３に示すような一部にＥ
ｒ添加領域２４を備えた、外径１５ｍｍの部分Ｅｒ添加
ガラスロッド２５を作製した。
【００４２】次に、第３工程において上記部分Ｅｒ添加
ガラスロッド２５の中心を円柱状に貫き出して図４ａに
示すような径８ｍｍの中心孔２６を形成した。さらにそ
の中心孔２６内に、図４ｂに示すようなコア１２とクラ
ッド１３とを有する円柱状の光ファイバ中間母材２７を
挿入し、これを加熱一体化して得た光ファイバ母材を紡
糸して、図５に示すようなクラッドの一部にＥｒ添加領
域２４を有する部分Ｅｒ添加光ファイバ２８を作製し
た。
ガラスロッド２５の中心を円柱状に貫き出して図４ａに
示すような径８ｍｍの中心孔２６を形成した。さらにそ
の中心孔２６内に、図４ｂに示すようなコア１２とクラ
ッド１３とを有する円柱状の光ファイバ中間母材２７を
挿入し、これを加熱一体化して得た光ファイバ母材を紡
糸して、図５に示すようなクラッドの一部にＥｒ添加領
域２４を有する部分Ｅｒ添加光ファイバ２８を作製し
た。
【００４３】次に、第４工程において上記部分Ｅｒ添加
光ファイバ２８二本を図６に示すように各々のＥｒ添加
領域２４，２４を接触させて並べ、これを融着、延伸し
て図１ａおよび図１ｂに示す部分ＥＤＦカップラ１１を
作製した。
光ファイバ２８二本を図６に示すように各々のＥｒ添加
領域２４，２４を接触させて並べ、これを融着、延伸し
て図１ａおよび図１ｂに示す部分ＥＤＦカップラ１１を
作製した。
【００４４】上記のようにして作製した部分ＥＤＦカッ
プラ１１の片方入力ポートから信号光と励起光を入射し
たところ、励起光強度に対し両出力ポートでの信号合計
に対する利得は、図９に示すように先に述べた従来のＥ
ｒ添加光ファイバカップラに比べ高利得の増幅がなされ
ることが確認された。
プラ１１の片方入力ポートから信号光と励起光を入射し
たところ、励起光強度に対し両出力ポートでの信号合計
に対する利得は、図９に示すように先に述べた従来のＥ
ｒ添加光ファイバカップラに比べ高利得の増幅がなされ
ることが確認された。
【００４５】また、上記したように本実施例の部分ＥＤ
Ｆカップラ製造方法により作製された部分ＥＤＦカップ
ラ１１は、Ｅｒ添加領域１５に１ｗｔ・％のＡｌが共添
加されているので、Ｅｒの高濃度添加によって発生する
アップ・コンバージョン効果による利得の低下が防止さ
れる。
Ｆカップラ製造方法により作製された部分ＥＤＦカップ
ラ１１は、Ｅｒ添加領域１５に１ｗｔ・％のＡｌが共添
加されているので、Ｅｒの高濃度添加によって発生する
アップ・コンバージョン効果による利得の低下が防止さ
れる。
【００４６】また、同じく上記Ｅｒ添加領域１５に０.
５ｗｔ・％のフッ素を共添加したので、これによりＡｌ
を共添加した場合における屈折率の上昇による伝送損失
の増大が防止される。
５ｗｔ・％のフッ素を共添加したので、これによりＡｌ
を共添加した場合における屈折率の上昇による伝送損失
の増大が防止される。
【００４７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の部分Ｅｒ添
加光ファイバカップラにあっては、光パワー密度の最も
高いクラッド融着部分のみにＥｒを添加した構成とした
ので、Ｅｒイオンの励起が極めて効率よく行われる。従
って、上記部分Ｅｒ添加光ファイバカップラを光増幅器
として用いた場合、極めて高利得効率な光増幅器とな
る。
加光ファイバカップラにあっては、光パワー密度の最も
高いクラッド融着部分のみにＥｒを添加した構成とした
ので、Ｅｒイオンの励起が極めて効率よく行われる。従
って、上記部分Ｅｒ添加光ファイバカップラを光増幅器
として用いた場合、極めて高利得効率な光増幅器とな
る。
【００４８】また、請求項３及び請求項４で述べたよう
に、上記部分Ｅｒ添加光ファイバカップラ作製時におい
て、クラッド融着部分のＥｒ添加領域にＥｒの他にＡｌ
と屈折率低下剤とを含むドーパントを共添加すると、添
加されたＡｌにより、作製された部分Ｅｒ添加光ファイ
バカップラのクラッド融着部分（Ｅｒ，Ａｌ，屈折率低
下剤添加領域）のアップ・コンバージョン効果が抑制さ
れ、これにより上記部分Ｅｒ添加光ファイバカップラの
利得の低下が防止される。また、さらに添加された屈折
率低下剤によって屈折率が低下され、これによりＡｌを
共添加した場合における屈折率の上昇による伝送損失の
増大が防止される。
に、上記部分Ｅｒ添加光ファイバカップラ作製時におい
て、クラッド融着部分のＥｒ添加領域にＥｒの他にＡｌ
と屈折率低下剤とを含むドーパントを共添加すると、添
加されたＡｌにより、作製された部分Ｅｒ添加光ファイ
バカップラのクラッド融着部分（Ｅｒ，Ａｌ，屈折率低
下剤添加領域）のアップ・コンバージョン効果が抑制さ
れ、これにより上記部分Ｅｒ添加光ファイバカップラの
利得の低下が防止される。また、さらに添加された屈折
率低下剤によって屈折率が低下され、これによりＡｌを
共添加した場合における屈折率の上昇による伝送損失の
増大が防止される。
【００４９】
【図１】本発明の部分Ｅｒ添加光ファイバカップラの一
例を示す図で、ａは部分Ｅｒ添加光ファイバカップラの
平面図、ｂはａに示す同カップラのＡＡ’線断面図であ
る。
例を示す図で、ａは部分Ｅｒ添加光ファイバカップラの
平面図、ｂはａに示す同カップラのＡＡ’線断面図であ
る。
【図２】本発明に係る部分Ｅｒ添加光ファイバカップラ
の第１の製造方法の第１工程において作製される合成ガ
ラスロッド２３の横断面図である。
の第１の製造方法の第１工程において作製される合成ガ
ラスロッド２３の横断面図である。
【図３】本発明に係る部分Ｅｒ添加光ファイバカップラ
の第１の製造方法の第２工程において作製される部分Ｅ
ｒ添加ガラスロッド２５の横断面図である。
の第１の製造方法の第２工程において作製される部分Ｅ
ｒ添加ガラスロッド２５の横断面図である。
【図４】本発明に係る部分Ｅｒ添加光ファイバカップラ
の第１の製造方法の第３工程を説明するための図で、ａ
は、図４中符号２５で示される部分Ｅｒ添加ガラスロッ
ドの中心孔２６形成加工終了後を示す図、ｂは中心孔２
６に挿入する光ファイバ中間母材を示す図である。
の第１の製造方法の第３工程を説明するための図で、ａ
は、図４中符号２５で示される部分Ｅｒ添加ガラスロッ
ドの中心孔２６形成加工終了後を示す図、ｂは中心孔２
６に挿入する光ファイバ中間母材を示す図である。
【図５】本発明に係る部分Ｅｒ添加光ファイバカップラ
の第１の製造方法の第３工程において作製される部分Ｅ
ｒ添加光ファイバの横断面図である。
の第１の製造方法の第３工程において作製される部分Ｅ
ｒ添加光ファイバの横断面図である。
【図６】本発明に係る部分Ｅｒ添加光ファイバカップラ
の第１の製造方法の第４工程を説明するための図であ
る。
の第１の製造方法の第４工程を説明するための図であ
る。
【図７】本発明に係る部分Ｅｒ添加光ファイバカップラ
の第２の製造方法において用いる板状Ｅｒ添加スート体
を示す図である。
の第２の製造方法において用いる板状Ｅｒ添加スート体
を示す図である。
【図８】本発明に係る部分Ｅｒ添加光ファイバカップラ
の第２の製造方法を説明するための図である。
の第２の製造方法を説明するための図である。
【図９】実施例において作製した部分Ｅｒ添加光ファイ
バカップラの増幅特性を示すグラフである。
バカップラの増幅特性を示すグラフである。
【図１０】従来の光ファイバカップラを示す横断面図で
ある。
ある。
【図１１】光ファイバカップラを用いた光増幅システム
の一例を示す図である。
の一例を示す図である。
１１ 部分Ｅｒ添加光ファイバカップラ １２ コア １３ クラッド １４ クラッド融着部分 １５ Ｅｒ添加領域 ２１ Ｅｒ添加石英ガラス部 ２２ 純粋石英ガラス層 ２３ 合成ガラスロッド ２５ 部分Ｅｒ添加ガラスロッド ２６ 中心孔 ２７ 光ファイバ中間母材 ２８ 部分Ｅｒ添加光ファイバ ３１ 板状Ｅｒ添加スート体 ３２ コア ３３ クラッド ３４ 光ファイバ母材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 良三 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株 式会社 佐倉工場内 (56)参考文献 特開 平２−259732（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−62525（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/35 501 G02B 6/00 G02B 6/00 376 G02B 6/28 H01S 3/10
Claims (5)
- 【請求項１】 コア・クラッドよりなる２本の希土類添
加光ファイバを融着、延伸して製作される光ファイバカ
ップラにおいて、上記光ファイバカップラの融着部分に
おける２本のコアに挟まれたクラッド領域にのみエルビ
ウムを含むドーパントが添加されていることを特徴とす
る部分エルビウム添加光ファイバカップラ。 - 【請求項２】 中心にエルビウム添加石英ガラス部を有
し、かつその外側に純粋石英ガラス層を備えた第１のガ
ラスロッドを作製する第１工程と、さらに上記第１のガ
ラスロッドの一部を上記エルビウム添加石英ガラス部と
純粋石英ガラス層との境界を含むように円柱状に貫き出
して、一部にエルビウムが添加された第２のガラスロッ
ドを作製する第２工程と、上記第２のガラスロッドの中
心を円柱状に貫き出して中心孔を形成するとともに、該
中心孔内に別途用意したコア・クラッド構造の円柱状の
光ファイバ中間母材を挿入し、これらを加熱一体化して
光ファイバ母材を作製した後に、該光ファイバ母材を紡
糸してクラッドの一部にエルビウムを添加した光ファイ
バを作製する第３工程と、上記光ファイバ２本を用意
し、これら光ファイバの各々のエルビウム添加部分を接
触させて並べ、これを融着、延伸する第４工程とから構
成されていることを特徴とする部分エルビウム添加光フ
ァイバカップラの製造方法。 - 【請求項３】 第１工程におけるエルビウム添加石英ガ
ラスロッドの作製時に、エルビウムとアルミニウムと屈
折率低下剤とを含むドーパントを純粋石英ガラスロッド
に共添加することを特徴とする請求項２記載の部分エル
ビウム添加光ファイバカップラの製造方法。 - 【請求項４】 エルビウム添加石英ガラス板を作製し、
該エルビウム添加石英ガラス板を別途用意しておいたコ
ア・クラッドよりなる２本の光ファイバ母材の間に設置
して、これら３者を融着、延伸することを特徴とする部
分エルビウム添加光ファイバカップラの製造方法。 - 【請求項５】 エルビウム添加石英ガラス板の作製時
に、エルビウムとアルミニウムと屈折率添加剤とを含む
ドーパントを純粋石英ガラス板に共添加することを特徴
とする請求項４記載の部分エルビウム添加光ファイバカ
ップラの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3055994A JP2972366B2 (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 部分エルビウム添加光ファイバカップラ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3055994A JP2972366B2 (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 部分エルビウム添加光ファイバカップラ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04271329A JPH04271329A (ja) | 1992-09-28 |
| JP2972366B2 true JP2972366B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=13014637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3055994A Expired - Fee Related JP2972366B2 (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 部分エルビウム添加光ファイバカップラ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2972366B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3597999B2 (ja) * | 1997-12-26 | 2004-12-08 | 京セラ株式会社 | 光ファイバカップラとその製造方法及びそれを用いた光増幅器 |
| KR100328778B1 (ko) * | 1999-05-31 | 2002-03-14 | 이계철 | 광섬유 증폭기용 이득평탄 필터 |
| EP1947065A4 (en) | 2005-10-26 | 2013-01-30 | Fujikura Ltd | LIGHT CONDUCTOR WITH RARE-DEDICATED CORE AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF |
| JPWO2008133242A1 (ja) * | 2007-04-25 | 2010-07-29 | 株式会社フジクラ | 希土類添加コア光ファイバ |
-
1991
- 1991-02-27 JP JP3055994A patent/JP2972366B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04271329A (ja) | 1992-09-28 |
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|---|---|---|---|
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