JP3020459B2 - 遠距離通信システム - Google Patents

遠距離通信システム

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JP3020459B2
JP3020459B2 JP9087224A JP8722497A JP3020459B2 JP 3020459 B2 JP3020459 B2 JP 3020459B2 JP 9087224 A JP9087224 A JP 9087224A JP 8722497 A JP8722497 A JP 8722497A JP 3020459 B2 JP3020459 B2 JP 3020459B2
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ロバート・ジヨセフ・ミアース
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シモン・ブランチエツテ・プーレ
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ロバート・ジヨセフ・ミアース
ローレンス・リーキイ
シモン・ブランチエツテ・プーレ
ダビツド・ネイル・ペイン
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Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、ファイバ・オプティ
ックレーザ増幅器（いわゆる誘導放出もしくは励起放出
（スティミュレーテッド・エミッション）による光増幅
の原理に基づいた能動デバイスであって、レーザ発振器
としても増幅器としても動作するデバイスを言い、この
発明では光誘導放出装置と呼ぶこととする）の改良若し
くはそれらに関連するものの改良に関するもので、有効
利得が放射の誘導放出によって供給されるタイプの能動
デバイスである。これらのデバイスは、能動ドーパンツ
イオンの分布が長さ方向に展開されている所定の長さの
ファイバと、前記ファイバに結合されたオプティカルポ
ンピングソースから成る。 【０００２】 【従来の技術】ハイブリッド半導体−ダイオード及びオ
プティカルファイバ技術は、いずれも良く進歩してい
る。しかしながら、これらの技術の要素の十分な統合
は、なお、成就されるべきである。シングル・（単一）
モードファイバシステムに容易に取入れ可能であり、こ
れらの技術の橋渡しをすることができるような能動デバ
イスが必要とされている。 【０００３】マルチ（多）モードファイバの形状をもつ
レーザの詳細は、最近１０年間（１９７３年）の初期に
発表されたものである。背景として、重要な読本に、J.
Stone及びC. A. Burrusによる以下の論説がある。すな
わち、“Neodymium - dopedsilica lasers in end-pump
ed fibre geometry”、Appl Phys Lett 23 pp 388-389
(Oct 1973);及び“Neodymium - Doped Fibre Lasers: R
oom Temperature cwOperation with an Injection Lase
r Pump”、Appl Optics 13 pp 1256-1258 (June 1974)
である。前記レーザは、直径８００から１５ミクロンに
及ぶコアを有する所定の長さのファイバ（長さ約１ｃ
ｍ）のスタブから成ると述べている。連続波（ｃｗ）レ
ーザ作用は、オプティカルポンピングソース（光ポンプ
源）として端部が結合されたガリウム砒化物（ＧａＡ
ｓ）注入レーザの使用が実証されている。 【０００４】先行技術で一番近いものは何を開示してい
るかを見ておく。 【０００５】先駆的発明（パイオニア発明）はよくこの
ような場合にあてはまることであるが、一番近い先行技
術についての出発点からは進歩の段階がほんの僅かしか
違っていないと見ることができなくはない。このような
場合が本願にも当てはまると思われ、米国特許３，７２
９，６９０（Ｓｎｉｔｚｅｒ）から始まった進歩の段階
を考えてみる必要があろう。 【０００６】本願出願人の提案は、米国特許３，７２
９，６９０（Ｓｎｉｔｚｅｒ）の実現可能の開示はＦｉ
ｇ．１と２とに示されたレーザだけであり、またＦｉ
ｇ．４と７の増幅器、Ｆｉｇ．６と１１のレーザに対す
る端部ポンプ提案のような明細書に記載の特徴は実現可
能な開示をしてはいないということである。端的に言え
ば、米国特許３，７２９，６９０（Ｓｎｉｔｚｅｒ）の
Ｆｉｇ．１についての教示はＦｉｇ．４と７のような他
の事項とどう組合せても、進歩性の攻撃材料にはなろう
が、決して新規性を攻撃できないものである。同米国特
許の全体の開示は散漫でかつ思惟的であるから、Ｆｉ
ｇ．４や７のような事項は一個に同化された一体性をも
つ開示として見るべきではなく、別な文書に記載されて
いるようなものとして光を当ててみる必要があろう。さ
らに、いわゆる増幅器としてＦｉｇ．４と７とに示され
ているものは、発想の世界に属する、動作することのな
い紙上提案であり、実際には作動せず、したがって開示
に値しないものである。 【０００７】この発明に関係して米国特許３，７２９，
６９０（Ｓｎｉｔｚｅｒ）に開示されている事実に基ず
く要約をしてみることとする。 【０００８】（１）Ｆｉｇ．１と２とはその第１０欄３
５〜４３行に次のような記述でレーザを開示している：
−“Ｆｉｇ．１と２とに示す形式の特定のレーザロッド
構成では、レーザ部品はファイバで成り、クラッド層は
長さがほぼ３インチで直径が１／８インチの丸棒形態で
ある。ファイバ２６はバリウム・クラウンガラスで成
り、その組成を後に記述するが、活性（能動）レーザ作
用材料として、希土類物質３価ネオジウムを含み、ほぼ
直径が０．０１５インチである。” （２）Ｆｉｇ．４は“進行波形レーザ増幅器”（第６欄
１９〜２０行）を示し、第１６欄２０〜４１行に次の記
述がある：−“この構造では、ポンプ用光源は６０で示
されており、この光源の周りと、それと同心関係になっ
て円筒状の形をした透明の管６２があり、その周囲には
今度は細い、長くてフレキシブルなガラスレーザ部品６
４が巻かれている。この部品はガラスで形成されたレー
ザファイバと、より低い屈折率をもつ透明なガラスクラ
ッド層とで成り、その結果、前述した理由により導波路
モード伝搬が用意される。このフィラメント状の部品は
長さと断面直径とが管６２の周りに予め定めた回数すぐ
に巻けるものとしている。ここで述べた構成はポンピン
グ用エネルギーが光源６０によって提供されるもので、
光信号がレーザ部品６４を通って端から端まで、矢印に
示したように、伝送されるときに与えられ、エネルギー
はレーザファイバによって吸収されて、エネルギーが内
部で作り上げられ、次にコイル巻きしたフィラメント状
部品６４によって放出され、ファイバの出力端６６へ入
力端から進むにつれてこの光信号が増幅されるようにし
ている。” （３）Ｆｉｇ．７は“通信ラインの一部を図式で示すも
の”（第３欄２６〜２７行）であり、第１７欄４４〜５
８行には次のように記述されている：−“Ｆｉｇ．７は
光ファイバ通信ライン９２が外側の保護シールド９４内
部に置かれ、それに沿って間をあけた位置にレーザ増幅
器を置くことができ、その様子を一般的に９６で示し、
矢印９７で示すようにライン９２内を移動する光信号に
ブースタ作用が施される。この構成は長距離にわたって
伝送が行なわれるときに信号の減衰が最小となるか、減
衰を回避するかできる。ポンプ用光源９８は増幅器ハウ
ジング９６内部に図式的に示し、この内部に置かれたレ
ーザファイバ増幅器構成は上述したコイル巻きしたファ
イバレーザ形がよく、ライン９２を進行する光信号を強
めたり増幅するための進行波構造としてポンプ用光エネ
ルギーを吸収する。” 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】シングルモードファイ
バ技術がかなりの進歩をしたにもかかわらず、その時か
ら１０年以上経過して、現在までシングルモードファイ
バシステムと十分に両立できる（コンパチブルな）ファ
イバレーザは開発されていない。 【００１０】この発明は前述した問題を解決するために
なされたもので、シングルモード動作でエンドポンピン
グの通信用光ファイバファイバシステムと両立可能なフ
ァイバレーザ増幅器として使用される光誘導放出デバイ
スを提供し、それを用いた光ファイバ通信システムを実
現することを目的とする。 【００１１】 【課題を解決するための手段】すなわちこの発明の中心
にあるデバイスは、利得が放射線の励起発光によって提
供されるタイプの能動デバイスである光ファイバ光誘導
放出装置であって、コア及びクラッドを有し、コア内に
は能動ドーパントイオンを含んでいるシリカガラス光フ
ァイバ（１）と、光ファイバ（１）に接続される光ポン
プ源（１１）とでなり、光を前記ファイバ（１）に沿っ
て単一モードで伝搬させ、それからの発光を励起するた
めに結合するオプティカルポンプソース（１１）はいわ
ゆるサイドポンプ９による。 【００１２】すなわち、この発明の特徴は、希土類遷移
元素の能動ドーパントを含むコアと、クラッドとを有
し、エンドポンプされるガラス光導波路で成り、光の誘
導放出により得られる能動デバイスであって、該光導波
路はある長さの通信用シリカガラスファイバであり、該
ファイバは単一モードの光を伝搬する幾何学形状を持
ち、該能動ドーパントはエルビウム、テルビウムの群か
ら選択された元素であり、かつ、該ファイバの長さに沿
って低濃度で含まれて分散して３レベルシステムにより
誘導放出が得られるようにされ、該コアは低伝搬損失の
通信用ファイバ特性を備えている光誘導放出装置にあ
り、この装置を用いた光ファイバ通信システムにある。 【００１３】前記ファイバ（１）は、少なくとも５ｃｍ
の長さを有し、シングルモードジオメトリであると共
に、発光波長でシングル横モード伝搬を維持することを
可能にし、前記能動ドーパントイオンは希土類の遷移元
素であり、９００ｐｐｍ未満の低レベルの均一な濃度で
前記ファイバ（１）に合体され、前記ファイバ（１）は
伝搬損失が超低損失であることを特徴としている。 【００１４】技術全般の状態にてらしてこの発明が解決
したことは正しい超低伝播損失のホスト、すなわちシリ
カガラスを選び出し；適正なドーパントイオンすなわち
希土類遷移金属、好ましくはエルビウムを選び出し；ホ
スト材料の長さ、直径及び他の特性を選び出して、それ
が通常の光ファイバと両立できる（互換性をもつ）もの
とし；またドーパントイオンの低レベルの均一濃度を選
び出して、その濃度が十分に低いものであるが故にファ
イバの長さにわたって分散した利得が得られるように
し、通常の通信用光ファイバと互換性をもつ長いファイ
バの特定の形態で端部ポンプして動作するものとした。 【００１５】 【作用】以下主として光ファイバ誘導放出装置であるフ
ァイバレーザ増幅器について述べて行く。 【００１６】この発明の光ファイバ誘導放出装置にあっ
ては、前記シングルモード形状のファイバとして使用す
るのが便利であり、ファイバは屈折率に段差をもつステ
ップインデックスプロファイルを有している。しかしな
がら、シングルモードファイバの他の形式も、この発明
の範囲から除外されず、偏光保存ファイバ、偏光ファイ
バ、分散シフトファイバ及びヘリカルコアファイバの形
態であってもよい。ドーパンツは前記ファイバコア、フ
ァイバクラッド、または両者の中に含ませることができ
る。１つ以上のドーパントの種類が、デバイスの多様性
を広げるために含めることができる。 【００１７】さらに、多くの受動ファイバデバイスが、
スペクトル制御または一時的なスイッチングを提供する
ために、前記能動デバイスと共に使用することができ
る。 【００１８】（１）回析格子。化学的または機械的手段
によってファイバクラッドを除去することにより、フィ
ールドが露出されてファイバ上に回折格子が堆積され
る。これにより、前記レーザの狭スペクトル線は得るこ
とができる。 【００１９】（２）縦または横の何れかのファイバレー
ザの音響光学的変調。圧電気材料または音波を使用す
る。これにより、空洞Ｑ−スイッチング及びモード・ロ
ッキングを含むスイッチング及び変調を達成することが
できる。 【００２０】（３）ファイバ偏光器。露出したフイール
ドデバイスまたはシングル偏光ファイバの使用の何れか
で出力偏光状態を制御するために使用することができ
る。新規の製造工程（S.B.Poole et al “Fabrication
of low-loss optical fibre containing rare-earth io
ns”, Electron Lett 21 pp 737-738(1985))を使用する
ことによって、最大９００ｐｐｍまでの均一な低いドー
パント濃度でシングルモードファイバを構成することが
現在可能であり、一方、現在の遠距離通信ファイバ（す
なわち４０ｄＢ／ｋｍ以下、代表的な値は〜１ｄＢ／ｋ
ｍ）の特性である低損失を維持する。これらのファイバ
は、溶融カップラ、偏光器、フィルタ及び位相変調器等
（例えば、シングル偏光動作、波長選択、モードロッキ
ング及びＱスイッチングを達成するため）のファイバデ
バイスが存在するのと十分に対応できるものであり、従
って新規の全ファイバレーザ／増幅器技術を構成するこ
とが可能である。 【００２１】この中で考えられるように、シングルモー
ドファイバレーザ増幅器に代表される光誘導放出装置
は、バルクの対照物に対して多数の利点を有している。
それがもつ小さなコア（代表的には直径８μｍ以下）に
よって、非常に低いしきい値（〜１００μＷ）及び高利
得を得ることができる。また、代表的なファイバ全体の
直径は約１００μｍであり、熱効果は最小であると判明
している。 【００２２】これらの特質の結果として、有効なレーザ
作用または増幅器利得が、一般的ではない希土類遷移金
属ドーパンツ及び一般的にはない光学的遷移（オプティ
カルトランジション）について生成することができる
が、前記光学的遷移（オプティカルトランジション）は
本質的に弱いものである。室温での連続レーザ動作が、
以前はパルスモードでのみ動作していた３−レベルレー
ザシステムで可能であることを見出した。 【００２３】前記ドーパント濃度は低くなるので、製造
は経済的にできる。代表的なデバイスは、ドーパント酸
化物の０．１μｇといった少量使用することになる。 【００２４】最も低いドーパント濃度のレーザ兼増幅器
すなわち光誘導放出装置はここで考えるように、比較的
長い例えば５ｃｍと、少くとも３００ｍより大きいとい
ったファイバ（複数）を合体するとしているが（ここで
ファイバの長さはクラッド作用モードのフィルタとして
機能し、利得は分散されているとする）、コンパクトな
デバイスを作ることができる。巻回した１ｍの長さのフ
ァイバレーザは１ｃｍ3 の容積内に組入れできる。 【００２５】ファイバのホスト媒体としてシリカを選ぶ
と、良好なパワー処理特性をもつ。さらに、シリカの含
有量が覆いガラスホストでは、希土類すなわち遷移金属
ドーパントのイオン光学的遷移が実質的に広げられる。
これは後に述べるように同調可能なレーザと広帯域増幅
器の両方を実現できるものとする。 【００２６】大部分の希土類ドーパンツ及び幾つかの遷
移金属ドーパンツが、現在試験的に調査されてきた。そ
のすべてについて窓があり、そこでの損失は、高損失吸
収帯に極めて接近するにもかかわらず低いものである。
これは、極めて長い増幅器及びレーザの構造を可能にす
る。３００ｍの長さのレーザは、現在試験されてきて
る。 【００２７】要約すると、前記能動デバイスは、これら
が損傷なしに高出力を取り扱うことができるので、遠距
離通信応用のために、改善されたソース／増幅器を提供
し、これらは小さい／軽い／安価な一般的な目的の能動
デバイスを提供し、新しく、且つ強力な信号処理機能を
提供する他のファイバデバイス（例えば回析格子）と一
緒に使用できる。また、非線形効果は、ファイバレーザ
に於いて得られる光パワーレベルで容易に得ることがで
き、レーザ及び非線形の同時効果の多くを開発ができ
る。 【００２８】 【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。 【００２９】ここで、図面を参照すると、Ｎｄ3+を３０
０ｐｐｍドープし、１μｍの遮断波長及び１％のインデ
ックス差のゲルマニア／シリカコアの単一モード形状の
（シングルモードジオメトリ）ステップインデックスプ
ロファイルファイバは、１９８５年８月１３日付の英国
の先願の特許出願番号第８，５２０，３００号に述べら
れた方法を使用して構成されたもので、前述した記事
“Fabrication of low-loss optical fibres containin
g rare-earth ions ”に詳述に発表されている。要約す
ると、高純度の水和物であるネオジムトリクロライド
は、修正を加えた気相成長（ＭＣＶＤ）プロセスの際に
ドーパントソースとして使用される。前記トリクロライ
ドは、塩素染色ガスの存在下で最初に無水化物とされ、
キャリアチャンバの壁に溶融される。 【００３０】シリカの通信用ファイバでは、シース（外
被）とコアとの間で屈折率を所望量大きくするためにゲ
ルマニアを加えるのが慣行とされている。しかし、この
場合と違って、ゲルマニウム原子はガラスの構造中のシ
リコン原子に置き換えられるものであるから、光の伝送
特性について見ると、ゲルマニウムの存在は著しい変化
をもたらすことはない。この実施例の結果は通信応用に
適したものであり、かつ、レーザ増幅器（光励起放出装
置）を作るために希土類材料でドープすることも純粋な
シリカファイバと同じである。 【００３１】ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 等のクラッド用ガラス
部材は、従来の手法で熱されたシリカチューブの内壁に
デポジット（堆積）される。その後、前記キャリアチャ
ンバは所望の気圧を得るために約１０００℃に予熱され
る。コアデポジッションの間に、反応体（代表的なもの
はＧｅＣｌ4 及びＳｉＣｌ4 ）が酸素と混合されて、前
記希土類ハロゲン化物の制御された量が前記ガスの流れ
に浮遊されている熱せられたドーパントチャンバを通過
する。前記ＭＣＶＤホットゾーンの温度は、デポジット
したコアガラス層を溶融するには不十分の温度に選択さ
れる。この本質的な特徴は、溶融より前に前記材料がさ
らに乾燥されるようにする。この後者の乾燥ステップ
は、９００℃で長く熱することによって行われるか、ま
たは例えば塩素ガスの流れの存在に於いて行われるかで
ある。焼結されない層は、ガラス状の層を形成するため
に溶融されるものであり、プリフォームは崩壊し、そし
てファイバは処方された形状に抽き出される。 【００３２】ファイバ１は、２ｍの長さで、ポンプ波長
８２０ｎｍ、５ｄＢ／ｍの吸収作用をもつように選択さ
れた。このファイバのレーザ作用波長（１．０８８μ
ｍ）での損失は、４ｄＢ／ｋｍであった。図１は実験の
構成を示したものである。ファイバ端３，５はへき開さ
れ、レーザ波長で高反射率（〜９９．５％）と前記ポン
プに対する高い透過率（〜８０％）を有する絶縁ミラー
７，９に直接に取り付けられる。空洞の精度を高めるた
め、前記ファイバ端の角度を最小にするのは本質的なこ
とであり、それによって前記ミラーと密接な接触を確実
にする。工具型式（トゥールタイプ）番号第００７号の
Ｙｏｒｋ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社のへき開工具が使用
され、前記ファイバ端３，５が前記ミラー７，９との屈
折率整合前に調べられる。代って、反射的なコーティン
グ、例えば多層誘電体コーティングが、前記ファイバ端
面上へ直接に堆積してもよい。 【００３３】端部からのポンピング（エンドポンピン
グ）は、光学的ポンプソースであるシングルモードＧａ
ＡｌＡｓレーザ１１（Ｈｉｔａｃｈｉ ＨＬＰ １４０
０）によるものであり、それはレンズ１３，１５によっ
て焦点が合わされて、１６％の効率でファイバ中に送出
される。レーザ作用しきい値は、６００μＷの全半導体
レーザパワーに対して観測された。これは、長さ２ｍの
ファイバ１に於いてたった１００μＷの推定吸収ポンプ
パワーに対応するものであり、非常に低い空洞内損失を
表している。 【００３４】前記ファイバレーザのためのポンプパワー
の機能としての出力パワーは、図２に示される。前記出
力が飽和しないことは、最大有効ポンプパワー（２０ｍ
Ｗ）まで認められた。低減されたデュテイサイクルでの
レーザの動作は、レーザ作用しきい値に於いて減少せ
ず、熱の効果を無視してよいということを示した。前記
ファイバレーザは、これまでの先行技術のネオジムがド
ープされたガラスレーザとは異なって、補助冷却なしに
ＣＷを容易に動作することができる。３００の空洞処理
から、前記ポンプの変調が緩和振動（レラキゼーション
オシレーション）を生じさせ、それから空洞の精度３０
０が計算された。 【００３５】前記ファイバレーザの動作の波長は、１．
０８８μｍと測定された、すなわち、従来のネオジムガ
ラスレーザに対して予期されるよりも長い約３０ｎｍの
波長だけシフトしていた。 【００３６】ファイバ回析格子が端部のミラー９の位置
で使用することができると共に、ドープされたファイバ
（１）で継なぐかまたはその中に形成することができ
る、ということに注意したい。 【００３７】前述したレーザ空洞は、Ｑ−スイッチング
機能を備えるために修正することができる。代表的な装
置は、図３に示される。ここで、マイクロスコープ対物
レンズ１７、音響光学的偏向器（アコーストオプティッ
クデフレクタ）１９及び出力ミラー２１は、図１の当接
ミラー９の位置で使用される。試験した構成では、使用
したファイバ１は以下の特性を有していた：コアの直径
３．５μｍ、０．２１のＮＡ、長さ３．２ｍそしてポン
プ波長（内容がＮｄ3+３００ｐｐｍに一致する）での全
吸収は９８％であった。前記レーザ作用波長（１．０８
８ｍ）での損失は、無視してよい（１０ｄＢ／ｋｍ）も
のであった。前記ファイバ端３，５はへき開され、一端
３は入力絶縁ミラー７に当接された。このミラー７は、
前記ポンプ波長での高透過（Ｔ＝８５％）及び前記レー
ザ作用波長での高反射率（Ｒ＝９９．８％）を有する
が、低反射率ミラーも有利に使用することができる。前
記ポンプソース１１は前述したように使用され、かつ光
は略２５％の効率でファイバ中に送出される。ＣＷしき
い閾値は、３．７ｍＷ吸収であった。前記音響光学的変
調器１９は伝送モードで使用されるもので、高いＱ状態
は２μｓ持続パルスで供給されたＲＦを電子的に除去す
ることによって得られた。この構成で使用した前記出力
ミラー２１は、１２％の前記レーザ作用波長での透過性
を備えていた。パルス繰返しレートは、シングルショッ
トとピーク出力パワーまたはパルス継続時間のピークが
変化しない４ｋＨｚとの間で可変とした。 【００３８】１：３００のマークスペース比をもつ機械
的チョッパが、Ｑスイッチングの代りの方法として前記
空洞に置き換えられた。前記レーザ作用波長での６５％
の透過をもつ出力ミラー２１を使用することによって、
３００ｍＷ以上のピークパワーの出力パルスと、及び４
００Ｈｚの繰返しレートの５００ｎｓのＦＷＨＭとが、
そのときに得られた。飽和可能な吸収器はまた、Ｑ−ス
イッチング及びモードロッキング用に使用することがで
きる。これは付加的なドーパントとして前記ファイバ内
に合体することができるものであろう。 【００３９】図３の前記Ｑ−スイッチング装置には、図
４に示されるように、ビームスプリッタ２３及び反射回
析格子２５を追加することができる。 【００４０】試験的な実験装置に於いて、５１４ｎｍで
不飽和吸収１５ｄＢ／ｍをもつ長さ５ｍでＮｄ3+をドー
プしたファイバ１は、利得媒体として使用された。アル
ゴンイオンレーザが、ポンプソースとして使用された。
オプティカル（光学的）フィードバックが、平面入力ミ
ラー７（Ｒ＞９９％ ＠１．０９μｍ；Ｔ＝８０％＠５
１４ｎｍ）及び回析格子２５（６００列／ｍｍ、１μｍ
でブレーズしたもの）で用意された。空洞内薄膜（ペリ
クル）が、前記ビームスプリッタ／出力カップラ２３と
して使用された。レーザ作用波長は、前記回析格子２５
の角度を変えることによって選択することができる。前
記レーザは広く同調可能であり、１０６５ｎｍから１１
４５ｎｍの８０ｎｍの範囲に渡って調整可能であった。
しきい値は、前記ファイバで１０ｍＷだけの吸収対応す
る入力２５ｍＷで生じた。パルス及びｃｗ動作が示され
た。 【００４１】他の希土類または遷移金属ドーパンツが、
特定のハロゲン化物ドーパントプレカーソル（前駆物
質）を使用すると前述した技術を使用してファイバに合
体することができる。これらはまた、実際的なポンプ波
長の高吸収帯及び有効な放出波長での低損失窓（ウイン
ドウ）を示している。これは、図５に於いては、希土類
エルビウム（Ｅｒ3+）及びテルビウム（Ｔｂ3+）が示し
てある。 【００４２】同様に、図４の装置は、エルビウムがドー
プされたファイバについて試験したものである。ファイ
バ１は、５１４ｎｍで不飽和吸収１０ｄＢ／ｍで、長さ
９０ｃｍのものであった。これは、入力誘電体ミラー７
（Ｒ＝８２％ ＠１．５４μｍ；Ｔ＝７７％ ＠５１４
ｎｍ）に当接された。また、６００列／ｍｍの回析格子
が、１．６μｍでブレーズされた。１．５２８から１．
５４２及び１．５４４から１．５５５μｍの全同調範囲
２５ｎｍが、しきい値（３０ｍＷ）の３倍のポンプパワ
ーで得られた（図６参照）。これは、長い区間の（ロン
グホール）光ファイバ通信用に関係する波長領域に匹敵
する。プラセオジム（プラセオジミウムとも言う：Ｐ
ｒ）がドープされたファイバもまた、同調できる。５９
０ｎｍでＣＷ Ｒｈ６Ｇ色素レーザと１μｍの回折格子
とを使用して、１０４８ｎｍ−１１０９ｎｍの調整範囲
６１ｎｍが得られた。前記しきい値は、吸収パワー１０
ｍＷで生じた。 【００４３】ファイバ１の長さは、コンパクトなパッケ
ージを供給するためにコイル状に巻くことができる。そ
れは、リング空洞レーザ構造を構成することが可能なも
のであり、その例が図８に示される。ここで、ファイバ
リング２７（直径７０ｃｍ）が、Ｎｄ3+をドープしたフ
ァイバから作成した溶融したテーパカップラ２９の２つ
のポートをスプライスすることによって作られた。前記
カップラ２９は、５９５ｎｍでの色素レーザポンプ３１
のパワーの８０％を超えるものがリング２７に結合され
るように設計されたもので、ラウンドトリップ（一周）
当り１０％未満のものがレーザ作用波長で抽出された。
カップラの損失は、６３３ｎＷ（ファイバマルチモー
ド）で３ｄＢとなることが測定され、１μｍで１ｄＢで
あった。前記ファイバは、前述した実施例（図１）に於
いて使用されたものであるにもかかわらず、５９５ｎｍ
の色素レーザポンプ波長の吸収は相当に高い（３０ｄＢ
／ｍ）ものであった。このリングレーザ構造に於いて、
前記ポンプ放射はファイバ１ではなく、前記リング２７
に大部分が吸収されなければならない。そこで、１つの
ドープされないファイバと１つのドープされたファイバ
とから、前記カップラ２９を構成するのが利点となり、
このリードは前記ポンプ波長で吸収しない。レーザ作用
しきい値は、８０ｍＷの色素レーザポンプパワーで観察
されるもので、それはカップラ損失及びリード吸収のた
めに、前記リングでの吸収数ミリワットに相当する。２
８０ｍＷの最大色素レーザパワーで、（リング吸収２０
ｍＷを推定）、前記リングレーザ出力は２ｍＷであっ
た。双方向リングレーザ出力用と考えると、傾斜効率は
略２０％と概算される。 【００４４】前記レーザ作用波長は、４ｎｍの最大半値
幅（ＦＷＨＭ）スペクトル幅を有し、１．０７８μｍを
中心とする（図９を参照）。線形構成からの１０ｎｍの
シフトは、前記カップラ波長応答と前記レーザ利得曲線
との僅かな不整合に原因がある。それは、故に前記カッ
プラ特性を変えることによって、全利得曲線（９０ｎｍ
幅）に渡りレーザ波長を調整することを可能にするもの
である。 【００４５】増幅器は図１０に示されるもので、これは
ドープされたファイバ１から成る開放端４ポートカップ
ラ２９，３３を使用することで構成される。図１０に示
されるように、これが従来の伝送ファイバ３５中に挿入
される。放出波長で信号が、利得媒体として作用する主
ファイバ１に沿って伝送される。ソース３１からのポン
ピング放射は、結合用ファイバ３３に接続されると共
に、そこから主ファイバ１に結合される。 【００４６】上昇した効率が、ファイバ１中に前記ポン
プ用放射を結合するが前記放出波長では結合しないよう
に設計されたカップラを使用して得ることができる。さ
らに、前記リード３３は、増幅用ファイバ１の選択に於
いては、前記ポンプパワーの大部分が吸収されることを
確実にするため、ドープされていないファイバとするこ
とが有益となる。 【００４７】２５ｄＢの単一通過利得は、同様の装置を
使用して長さ３ｍのエルビウムがドープされたファイバ
（３００ｐｐｍ Ｅｒ2+）について計測された。レーザ
作用の立ち上がりを防ぐため、けい光性反射から生ずる
光フィードバックが、前記ファイバの一端を屈折率整合
することによって低減される。実際には、低反射力接続
が容易に達成することができるので、ファイバシステム
中に前記ファイバをスプライスすることが、エタロン効
果を大いに削除するのに十分となる。 【００４８】 【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、シング
ルモード動作及びシングルモードファイバシステムを両
立可能なファイバレーザ及びその増幅器を提供すること
ができるので、それを用いてこれまでにない通信システ
ムを構成できる。 【００４９】エルビウムと、テルビウム、それにプラセ
オジムはシリカガラスにとって好都合のドーパントであ
る。その理由は、これらの元素が比較的大きな光の吸収
を実用上のポンプ波長で示し、かつ、有用な光の放出波
長において低損失の窓を持っているからである。エルビ
ウムは特に好都合であり、その理由は、かつ、フラッシ
ュランプによって簡単にポンプはできないけれども、そ
の１．５５μｍレーザ波長はシリカガラス通信用ファイ
バが一番低い損失を持つ窓と完全に一致整合しているこ
とにある。さらに、低パワー半導体ダイオードで簡単に
ポンプすることができ、その利得特性は色々な利点をも
たらす。 【００５０】この明細書で用いたシリカガラスには、純
水なシリカだけでなく、通信用として適したシリカガラ
スの特性、即ち低損失とか、スプライスできるかどうか
といった性質、を著しく劣化させるほど多量ではなく、
屈折率を修正するような効果のある材料を少量一緒にド
ープしたシリカをも含んでいると理解されたい。この種
の材料としては、実施例で挙げたゲルマニアのほか、五
酸化リン、三酸化ボロン、アルミナなどがある。 【００５１】一番近い先行技術とこの発明との差異は何
かを述べると次のようになる。 【００５２】本願請求項１の特徴的な部分を考えると、
米国特許３，７２９，６９０（Ｓｎｉｔｚｅｒ）の文献
とは４つの主な違いがある。 【００５３】実現可能性のある前記文献の開示はＦｉ
ｇ．１であり、そこにはレーザが示されているが、増幅
器は示されていない。Ｆｉｇ．４と７とは動作する実施
例を開示しておらず、したがって自明性についての考慮
に値するが、新規性との関係は考慮外である。さらに重
要な点はドーパントを希土類もしくは遷移金属とした通
信用増幅器について前記文献は何も開示しておらず、と
くに、エルビウムについてドーパントとしての特定がな
い。Ｆｉｇ．４と６の開示は増幅器を形成するドープし
たガラス材料を単に示すだけで、ドーパントの特定はな
い。 【００５４】前記文献にはシリカ（二酸化けい素）ガラ
スファイバについての開示はない。“シリカガラス”と
いう用語は厳格な限定をかけており、当業者はこの用語
の特定の意味を理解しているところであって、このガラ
スはドーパントがもたらす痕跡（トレース）量を含むこ
とを除けば、シリカがほぼ独占的に存在するガラスであ
る。この用語を使用すると、他のガラス、例えばシリケ
ート（けい酸塩）や、製造工程中でシリカが主成分とし
て加えられるものすらも除外することになる。この種の
他のガラスは一般には超低透過損失を示すことはなく、
さらに通常の光ファイバと完全な互換性をもつこともな
い。 【００５５】米国特許３，７２９，６９０（Ｓｎｉｔｚ
ｅｒ）には通信用ファイバの互換性については何も参考
とするところがない。シリカガラスファイバが通常の光
ファイバと互換性があるという必要性は実用上の要請で
あり、いろいろの要因を考慮したものであり、要因には
ファイバが実際の電気通信応用で使用するのに十分な長
さをもつこと；ファイバは電気通信ファイバと両立する
ようなコアとクラッドの直径をもつこと；通信用ファイ
バと類似のコア寸法とスポット寸法とをもつこと；両立
性をもつ熱的特性をもつこと、すなわちこのファイバが
電気通信ファイバと溶融スプライスができるように類似
の融点と膨張係数とをもつこと；両立性のある屈折率を
もつことが含まれている。前記米国特許のＦｉｇ．１と
２とに示されているクラウンガラスの丸棒ではこれらの
要件は満たされない。 【００５６】米国特許３，７２９，６９０（Ｓｎｉｔｚ
ｅｒ）は一般的な可能性として、“モード伝搬が１又は
若干の低位モードに限定できる”（第５欄３３〜３４
行）と述べ、また“１又は若干のはっきりと区別できる
伝搬モードが存在できる”（第１３欄４９〜５０行）と
述べているが、増幅器内での単一モード動作についての
はっきりとした開示はない。このロッド（丸棒形）レー
ザ（Ｆｉｇ．１，２）はレーザ作用時は多モード構成と
して動作するのが普通である。Ｆｉｇ．１と２の実施例
では放射波長で単一の横モード伝搬を支持する単一モー
ド幾何学的形状は示されていない。 【００５７】米国特許３，７２９，６９０（Ｓｎｉｔｚ
ｅｒ）に示されたレーザ及び増幅器はすべてが側部から
のポンピング（いわゆるｓｉｄｅ ｐｕｍｐｉｎｇ）と
して示されている。すなわちＦｉｇ．１と３のレーザ、
Ｆｉｇ．４の増幅器、Ｆｉｇ．５のレーザ、Ｆｉｇ．７
の増幅器、Ｆｉｇ．１２のレーザがそれである。端部か
らのポンピング（いわゆるｅｎｄ ｐｕｍｐｉｎｇ）に
ついてふれている唯一の場所はＦｉｇ．６と１１とに示
したレーザ部品についてである。Ｆｉｇ．６については
第１７欄２４〜４３行に記述があり、“Ｆｉｇ．１と２
とを参照して述べたの（すなわちＦｉｇ．の側部ポンピ
ング）と同じようなレーザ作用”であり、端部ポンピン
グの可能性についての唯一の参考となるのは第１７欄６
３行から第１８欄４行へかけての次の記述である。 【００５８】“Ｆｉｇ．１１に示した幾何学的形状とＦ
ｉｇ．６に示した幾何学的形状の両方ともポンピング構
成には重要であり、ここではポンピング光は丸棒（ロッ
ド）にロットの端を通って実質的にあらゆる方向から入
る。このような幾何学的形状の主な利点は端部ポンピン
グ光と使用するときに、ロッドを通って内部を伝搬した
斜めの光がレーザ素子によってすぐに阻止されること
で、その程度は活性レーザガラスがロッドの中にある場
合よりもよい。”ここで重要なことは、このポンプ作用
の形がどんなふうにして達成され得るのかについての記
述がないし、端部ポンピングと増幅器の組合せについて
の開示が何もないことである。上記の示唆はレーザにつ
いて与えられているだけである。加えて端部ポンピング
がこの発明の他の特徴である、例えば低損失シリカガラ
スファイバで単一モード伝搬をし、通常の光ファイバと
両立性があり、しかも低レベルドーピングのものといっ
たファイバとの組合せについて何も開示がない。 【００５９】このように前記米国特許はたかだか、試行
できそうな多数の既知の特徴のうちの１つとして端部ポ
ンピングをあげたもので、成功に導くのに必要とされる
実際の組合せの選定をしていない。 【００６０】通常の光ファイバと両立性のあるシリカガ
ラスファイバの実用的な長さに対しては、もし端部ポン
プされ、ファイバの長さに沿って分散した利得を生ずる
ような増幅器を得るものであれば、米国特許３，７２
９，６９０（Ｓｎｉｔｚｅｒ）のＦｉｇ．１に開示され
ているものよりもドーピングレベルは実質的に非常に低
くなるように選ばなければならないことが見出されてい
る。 【００６１】通常の光ファイバと両立性のあるシリカガ
ラスファイバの長いものについて、もしドーピングのレ
ベルが高すぎると、端部ポンビング光はファイバの長さ
全体にわたって励起放出が可能となるようにイオンを必
要とする励起状態まで持ち上げるのに有効とならない。 【００６２】このような場合には通信信号はファイバの
長さの一部に対してだけ増幅され、端部ポンピング光の
注入から遠くにあるファイバの端では利得を生じない。
この発明の特徴の一つはドーピングレベルを十分に低く
して、端部ポンピングの際にファイバの長さに沿って分
散した利得が与えられるようにしている。この特徴は前
記米国特許のＦｉｇ．１，４，７の側部ポンピングデバ
イスにはないものである。 【００６３】このようなドーピングについての実用上の
レベルが９００ｐｐｍまでであることをＰＣＴ原出願明
細書に明記し、これが必要とされる低レベルドーピング
の実用的な数値を与えている。このような低レベルドー
ピング数値である高々９００ｐｐｍという値の開示は前
記米国特許にはない。 【００６４】前記米国特許には電気通信を目的とした超
低損失のホストを提供するのに十分に低い均一な濃度で
低レベルのドーピングをする技術を開示していないこと
は第１２欄の２４〜２５行、３７〜４１行、及び４３〜
４５行の記述から明らかで、最低の実用的なネオジムの
濃度として０．１％があげられている。単一モード電気
通信ファイバと両立性のある光シリカガラスファイバの
長さは、低損失伝搬損失ホストを得るには高すぎる濃度
である。 【００６５】前記米国特許第１２欄４１−４３行には
“最適条件下では、ネオジム酸化物の重量が０．０１％
という少量の濃度がレーザ作用をする”と記述している
が、これは単なる思惟か、０．１％の誤植のいずれかで
あろう。特定例は記述されておらず、この示唆は実際の
開示により支持される点が全くない。事実、この言質は
前記したようにまた後述するように矛盾したものであ
る。第１２欄２行には“同様なバリウムクラウンガラス
内でネオジムの重量が０．１％の濃度で、ＦＴ５２４フ
ラッシュ管を用いてほぼ最小のレーザ作用条件が得られ
た”とあり、また第１２欄４３−４５行には、“これゆ
えに、私はいまネオジムの濃度が重量で０．１％から約
３０％の間が限界と信じている”とある。いわゆる“最
適条件”として０．０１％が関係することは規定されて
もいないし、このようなドーパント濃度が満足すべき性
能に必要とされる均一性とともに一切与えられている技
術を開示したものともなっていない。たしかに、当業者
がこの提案を実施できる程度の記述はないのである。こ
れはフラッシュ管というような高パワー励起についても
言えることであり、ＣＷレーザダイオードを用いるよう
な比較的低パワー励起については全くあてはまらない。 【００６６】以上８．〜１８．を要約すると、米国特許
３，７２９，６９０（Ｓｎｉｔｚｅｒ）は重量の最小可
能レベル０．０％を思いついていたと見えるが、文書の
周辺の流れはこれと矛盾し、実際のデバイスではもっと
高いドーピングレベルが必要であったことが示されてい
る。 【００６７】また、欠けていた特徴を補うことは当業者
に自明であったかを見ると次のようになる。 【００６８】この発明が米国特許３，７２９，６９０
（Ｓｎｉｔｚｅｒ）から自明とは言えないとする理由は
普通行なわれている一次及び二次的理由の種分けの中に
入る。 【００６９】一次的理由は前記米国特許の実用上の開示
が数多くの点で本願発明とは異なり、さらに、前記米国
特許の開示がぼんやりしていて、当業者が本願発明に到
達するにはＦｉｇ．１から数多くの変形をする必要があ
ることを教示していない。前記米国特許の一実施例で適
当なもの（Ｆｉｇ．１）はネオジムをドープしたクラウ
ンガラスを用いており、これは今日のレーザと共通であ
るが、丸棒（ロッド）（第１０欄３７行）であって、真
のファイバ（その当時は必要とされていた）ではない。
この特別な実施例は上にあげた４つの特徴の全部を備え
ていない。すなわち、この実施例は通信増幅器として構
成されておらず；通信級の光ファイバと両立性をもつシ
リカガラスファイバの長さについて開示せず；ポンピン
グは端部ポンピングではなく；ドーピングは十分に低レ
ベルとは言えず、端部ポンピングした真のファイバ（ロ
ッドではない）で分散利得を得て、しかも電気通信用の
超低損失を得ることができない。 【００７０】明細書のその他の部分は素材の性質を想像
の下に拡張した記述で成り、当業者が特別な別の例を開
発する上で後に立つとはいえず、前記米国特許は全方向
を指している案内板と言うことができる。それに対して
本願発明の請求項は要件を詳述しており、前記米国特許
からの差異が自明であるとか進歩性がないとか言うのは
不合理である。 【００７１】前記米国特許の教示中にシリカガラスを使
用することは明示されておらず、またそこから自明とも
言えない。本願出願日にシリカガラスは実用的なホスト
ガラスとは考えられていなかった。 【００７２】しかしながら、本願発明の低ドーピングレ
ベルこそが予期しなかった成功を増幅器として有効で実
用的な長さの低損失希土類ドープファイバの誕生として
実現させた。 【００７３】進歩性を肯定する二次的な徴候は数多くあ
り、古典的な本質をもつものであって、諭旨を支持でき
る教科書的な事例を挙げることができる。 【００７４】米国特許３，７２９，６９０（Ｓｎｉｔｚ
ｅｒ）の刊行と本願発明の開発との間に極めて長い年月
があったことは論をまたない。 【００７５】本願発明者がもたらした解決には、全く違
った経過をたどっての相当な作業が証にするところがあ
るが、毛嫌いされるところがあった。 【００７６】しかるにこの発明が開発された直後に、こ
の発明の分野でのすさまじい研究の拡大がみられた。 【００７７】また商業上の成功、学界及び産業界から発
明者らの当該技術への貢献が認められている。 【００７８】光ファイバと増幅器が今日の発明に至るま
での開発の歴史は１９６０年代にＥ．Ｓｎｉｔｚｅｒに
よる希土類をドープしたファイバレーザ及び増幅器につ
いての初期の仕事に端を発する。第１の低損失通信ファ
イバは１９７２年にＣｏｒｎｉｎｇガラスによって組立
てられ、これに続いて、Ｅ．Ｓｎｉｔｚｅｒの初期の仕
事から何年もたって、Ｊ．ＳｔｏｎｅとＣ．Ａ．Ｂｕｒ
ｒｕｓがApplied Physic Letters vol.23,no.7,pp.388-
389(October 1973）に論文を発表し、これに別なＳｔｏ
ｎｅとＢｕｒｒｕｓの論文（Applied Optics vol.13,n
o.6,pp.1256-1258)が続き、短い長さの半導体レーザ端
部ポンプしたネオジムドープ多モードシリカＣＷレーザ
が記述されている。Ｎａｍｉｋａｗａらの論文で、１９
８２，１９８３及び１９８５と続くものはネオジムをド
ープしたシリカガラスの光学的特性が、この発明の出願
時にはネオジムレーザ動作にとってホストガラスとして
のシリカに重大な困難があることを示している。（Japa
nese Journal of Applied Physics vol.22 no.7,pp.L39
7-399,July 1983;ibed,vol.21 no.6,pp.L360-362,June
1982,Preparation of Ｎｄ−Ａｌ co-doped ＳｉＯ2
glass by plasma torch CVD,1985）。 【００７９】強調しておきたいことは長い時間経過があ
るという事実である。第１に、Ｅ．Ｓｎｉｙｚｅｒが１
９６０年代の初期に希土類ドープレーザ及び増幅器につ
いて最初に報告をしてからＳｔｏｎｅとＢｕｒｒｕｓと
が１９７３年及び１９７４年に（この時期は最初の品質
のシリカ伝送ファイバが入手できるようになったときで
ある）までであり、第２にこれら１９７３年及び１９７
４年の刊行物から本願発明の出願１９８５年までであ
る。こういった長時間の経過（ＳｔｏｎｅとＢｕｒｒｕ
ｓとの論文から本願出願までの１０年間を超える期間）
は請求項記載の主題が、本願出願時点では米国特許３，
７２９，６９０（Ｓｎｉｔｚｅｒ）を知る当業者にとっ
て自明ではなかったことを示していると言えよう。 【００８０】本願発明は、１９７２年にすでに低損失フ
ァイバが入手可能であったにも拘らず、レーザ又は増幅
器用に低損失ファイバを使用するということを当業者達
が選ばなかったから、この発明が毛嫌いされていた技術
を克服したのである。この毛嫌いをしていた当業者達は
低レベルドーピングで低損失のファイバという方向がＳ
ｔｏｎｅらの１９７３年の論文で指摘されていたとして
もこの方向を見捨てていたと言える。 【００８１】この発明で使用されている長い長さの希土
類ドープ単一モードシリカファイバは全く別な目的でこ
の発明の出願目前に作られていた。それはネオジムドー
プファイバ内で１Ｋ以下でのフォントエコーについてで
ある（Physical Reviers Letters,vol.51,no.22,“Phot
on Echoes below 1K in a Ｎｄ3+ -doped glass fibre
”，J.Hegarty et al.,pp.2033-2035,Nov.1983を見
よ）。１９８３年にはこのような希土類をドープしたフ
ァイバが入手可能であり、またＳｎｉｔｚｅｒの教示は
あったが、本願出願人を除くと、誰もファイバ増幅器を
作る目的でこのようなファイバを使用することを試みよ
うとさえしなかった。したがって、このような（既知
の）ドープしたファイバをファイバ増幅器用とする決定
の非自明段階と、これを試みたときの驚くべき成功の結
果とは光ファイバ通信の分野における技術的な毛嫌いと
いう偏見を克服し、半導体電子光学増幅器の開発にむし
ろ集中していたその当時としては完全に異質な研究方向
を進めたものである。 【００８２】１９８５年に出願人のした成功した業績は
世界的に受入れられ、とくにエルビウムファイバ増幅器
の開発とその重要性と産業上の成功とは記事、書物、テ
ープに入れた英放送協会（ＢＢＣ）のインタビュー及び
Ｃ＆Ｃ１９９３年の功績賞授与理由などを参照すること
ができる。とくに賞状には“エルビウム・ドープト光フ
ァイバ増幅器の発明の成功に至る光ファイバ通信技術の
研究と実用化に対する先駆的且つ指導的貢献”（Ｄａｖ
ｉｄ Ｎ．Ｐａｙｎｅ教授宛：本願発明者の１人）とあ
る。この発明の直後には希土類をドープしたファイバ増
幅器の分野の研究活動に著しい進展がある。こういった
すべての要因が大きな発明であることを伝統的な形で示
している。
【図面の簡単な説明】 【図１】ダイオードポンプファイバファブリーペローレ
ーザの構成を示す概略平面図である。 【図２】図１のレーザの計測されるポンプパワーの関数
として出力パワーを表しているグラフである。 【図３】図１のレーザとは異なるものでＱスイッチ空洞
レーザの構成を示す概略平面図である。 【図４】図１のレーザとは異なるもので調整可能な空洞
レーザの構成を示す概略平面図である。 【図５】ネオジム、エルビウム、及びテルビウムがドー
プされたシリカファイバのスペクトルの吸収を表すグラ
フである。 【図６】エルビウム及びプラセオジムがドープされたフ
ァイバの放出スペクトルを示すもので、これらのファイ
バを含んでいるレーザの調整応答を示すグラフである。 【図７】エルビウム及びプラセオジムがドープされたフ
ァイバの放出スペクトルを示すもので、これらのファイ
バを含んでいるレーザの調整応答を示すグラフである。 【図８】色素レーザでポンプしたファイバリング空洞レ
ーザの構成を示す概略平面図である。 【図９】図８に示されるリング空洞レーザの出力スペク
トルを表すグラフである。 【図１０】ドープされたファイバ増幅器を示す概略平面
図である。 【符号の説明】 １…ファイバ、３，５…ファイバ端、７，９…絶縁ミラ
ー、１１…オプティカルポンプソース（シングルモード
ＧａＡｌＡｓレーザ）、１３，１５…レンズ、１７…マ
イクロスコープ対物レンズ、１９…音響光学的変調器
（アコーストオプティックデフレクタ）、２１…出力ミ
ラー、２３…ビームスプリッタ、２５…反射回析格子、
２７…ファイバリング、２９…テーパカップラ、３１…
色素レーザポンプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 597047923 シモン・ブランチエツテ・プーレ イギリス国ハンプシヤイアー、エス・オ ー２、０ピー・ユー、サウザンプトン、 ノーサン、ユニオン・ロード 18 (73)特許権者 597047934 ダビツド・ネイル・ペイン イギリス国ハンプシヤイアー、エス・オ ー２、５エヌ・エツチ、サウザンプト ン、バースレドン、ローフオード、レツ ドロフト・レーン 12 (72)発明者 ロバート・ジヨセフ・ミアース イギリス国 ハンプシヤイアー、エス・ オー２、４ジエイ・ビー、サウザンプト ン、ビツターネ・パーク、ソーオール ド・ロード 34 (72)発明者 ローレンス・リーキイ イギリス国 ハンプシヤイアー、エス・ オー２、４ピー・ジエイ、サウザンプト ン、ビツターネ・パーク、オークトリ ー・ロード 117 (72)発明者 シモン・ブランチエツテ・プーレ イギリス国 ハンプシヤイアー、エス・ オー２、０ピ・ユー、サウザンプトン、 ノーサン、ユニオン・ロード 18 (72)発明者 ダビツド・ネイル・ペイン イギリス国 ハンプシヤイアー、エス・ オー２、５エヌ・エツチ、サウザンプト ン、バースレドン、ローフオード、レツ ドロフト・レーン 12 (56)参考文献 特開 昭59−114883（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−145694（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−101629（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−104942（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−64172（ＪＰ，Ｕ) 特表 昭63−502067（ＪＰ，Ａ) 米国特許3729690（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 H01S 3/07 - 3/10

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 １．光送信部と； 該光送信部からの変調された光を遠距離光伝送路（３
    ５）の一端に導くための結合手段（１３，１５）と； 該光伝送路（３５）内に挿入された第１のポートと第２
    のポートとを有する少くとも１つの光増幅器（１，２
    ９，３３）と； 該光伝送路（３５）の他端に結合された光受信部と；で
    成り、 該光伝送路と第１及び第２のポートとの結合部は単一モ
    ードの光を伝搬する幾何学形状を有し、 該光増幅器は光誘導放出装置を含み、該光 誘導放出装置
    は、利得が誘導放出によって得られる装置であり、コア
    とクラッドとを有するエンドポンプされたガラス光導波
    路で成り、コア内には希土類遷移元素の能動ドーパント
    を含み、かつ該誘導放出が３レベル遷移によって得られ
    ることを特徴とする遠距離通信システム。
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