JP3188304B2 - 希土類元素ド−プ石英ガラス系光ファイバ用母材およびその製造方法 - Google Patents
希土類元素ド−プ石英ガラス系光ファイバ用母材およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は希土類元素ドープ石英ガ
ラス系光ファイバ母材、特には光ファイバレーザーなど
に使用される希土類元素ドープ石英ガラス系光ファイバ
母材およびその製造方法に関するものである。
ラス系光ファイバ母材、特には光ファイバレーザーなど
に使用される希土類元素ドープ石英ガラス系光ファイバ
母材およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】希土類元素をドープした石英ガラスは光
機能を有していることから、光ファイバレーザー、光増
幅器、センサ素子などとして使用されている。このレー
ザー作用を示すＮｄ、Ｅｒ、Ｐｒなどの希土類元素をド
ープしたガラスとしてはリン酸塩ガラスがよく知られて
いるが、このものは結晶と比較して熱伝導特性が劣り、
化学的耐久性にも問題があることから、これについては
石英ガラスを母体ガラスとするものが提案されており、
この石英ガラスを母体とするものには石英ガラス系光フ
ァイバとの接続が容易であることから、光ファイバレー
ザーとして好ましいものとされている。
機能を有していることから、光ファイバレーザー、光増
幅器、センサ素子などとして使用されている。このレー
ザー作用を示すＮｄ、Ｅｒ、Ｐｒなどの希土類元素をド
ープしたガラスとしてはリン酸塩ガラスがよく知られて
いるが、このものは結晶と比較して熱伝導特性が劣り、
化学的耐久性にも問題があることから、これについては
石英ガラスを母体ガラスとするものが提案されており、
この石英ガラスを母体とするものには石英ガラス系光フ
ァイバとの接続が容易であることから、光ファイバレー
ザーとして好ましいものとされている。
【０００３】しかして、この種の石英ガラスの製造につ
いてはＭＣＶＤ法による方法が知られている（特公表昭
６３−５０１７１１号公報参照）が、これには希土類元
素塩化物原料を高温に加熱し蒸発させて反応系に供給す
るものであるために、供給量の制御が困難であり、また
大型の母材が得られにくいという欠点がある。
いてはＭＣＶＤ法による方法が知られている（特公表昭
６３−５０１７１１号公報参照）が、これには希土類元
素塩化物原料を高温に加熱し蒸発させて反応系に供給す
るものであるために、供給量の制御が困難であり、また
大型の母材が得られにくいという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】また、この希土類元素
ドープ石英ガラスについては希土類元素を添加しただけ
では十分な発光特性の得られないことが指摘されてお
り、良好なレーザー特性を得るためには希土類元素イオ
ンが均一に分散されていること、発光スペクトルの強度
の大きいことが必要とされることから、Ｐ2 Ｏ5 やＡｌ
2 Ｏ3 を添加することが提案されている（特公昭６３−
４１８５８号公報参照）が、この方法でも発光効率の改
善は不十分であることから、さらに高効率化することが
要求されており、さらに石英系ガラスが発光効率の低く
なる原因としてはＥＳＡ（Ｅｘｃｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅ
Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）の効果が指摘されており、特
に石英ガラスでは格子エネルギーへの変換が起り易いフ
ッ化物系ガラスと比べて効率が低くなるという問題もあ
る。
ドープ石英ガラスについては希土類元素を添加しただけ
では十分な発光特性の得られないことが指摘されてお
り、良好なレーザー特性を得るためには希土類元素イオ
ンが均一に分散されていること、発光スペクトルの強度
の大きいことが必要とされることから、Ｐ2 Ｏ5 やＡｌ
2 Ｏ3 を添加することが提案されている（特公昭６３−
４１８５８号公報参照）が、この方法でも発光効率の改
善は不十分であることから、さらに高効率化することが
要求されており、さらに石英系ガラスが発光効率の低く
なる原因としてはＥＳＡ（Ｅｘｃｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅ
Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）の効果が指摘されており、特
に石英ガラスでは格子エネルギーへの変換が起り易いフ
ッ化物系ガラスと比べて効率が低くなるという問題もあ
る。
【０００５】
【問題を解決するための手段】このような問題点を解決
した本発明の希土類元素ドープ石英ガラス系光ファイバ
用母材は、石英ガラスを主成分とする光ファイバ用母材
において、コアに屈折率を高めるためのドーパント以外
に、アルカリ金属、アルカリ土類金属、周期律表III 族
金属あるいはIVＡ族金属より選ばれた一つ以上の金属元
素を０．１〜３重量％含有し、さらに希土類元素２０〜
１，０００ｐｐｍとフッ素を含むもの、およびこのもの
をコアとし、クラッドを純石英ガラスあるいはフッ素を
含有する石英ガラスよりなるものである。また、その製
造方法は、けい素化合物の火炎加水分解によって生成す
るシリカガラス微粒子を堆積して得られる多孔質ガラス
母材に堆積時あるいは堆積した後にアルカリ金属、アル
カリ土類金属、III族金属あるいはIVＡ族金属より選ば
れた一つ以上の金属元素を含む化合物と希土類元素を含
む化合物を添加した後、高温で焼結して透明ガラス化す
る方法において、前記両化合物を添加した前記多孔質ガ
ラス母材をフッ素を含む雰囲気下で熱処理することによ
り、アルカリ金属、アルカリ土類金属、III族金属ある
いはIVＡ族金属より選ばれた一つ以上の金属元素を０．
１〜３重量％含有し、さらに希土類元素２０〜１，００
０ｐｐｍとフッ素を含有する希土類元素ドープ石英系ガ
ラスファイバ用母材を製造することにある。
した本発明の希土類元素ドープ石英ガラス系光ファイバ
用母材は、石英ガラスを主成分とする光ファイバ用母材
において、コアに屈折率を高めるためのドーパント以外
に、アルカリ金属、アルカリ土類金属、周期律表III 族
金属あるいはIVＡ族金属より選ばれた一つ以上の金属元
素を０．１〜３重量％含有し、さらに希土類元素２０〜
１，０００ｐｐｍとフッ素を含むもの、およびこのもの
をコアとし、クラッドを純石英ガラスあるいはフッ素を
含有する石英ガラスよりなるものである。また、その製
造方法は、けい素化合物の火炎加水分解によって生成す
るシリカガラス微粒子を堆積して得られる多孔質ガラス
母材に堆積時あるいは堆積した後にアルカリ金属、アル
カリ土類金属、III族金属あるいはIVＡ族金属より選ば
れた一つ以上の金属元素を含む化合物と希土類元素を含
む化合物を添加した後、高温で焼結して透明ガラス化す
る方法において、前記両化合物を添加した前記多孔質ガ
ラス母材をフッ素を含む雰囲気下で熱処理することによ
り、アルカリ金属、アルカリ土類金属、III族金属ある
いはIVＡ族金属より選ばれた一つ以上の金属元素を０．
１〜３重量％含有し、さらに希土類元素２０〜１，００
０ｐｐｍとフッ素を含有する希土類元素ドープ石英系ガ
ラスファイバ用母材を製造することにある。
【０００６】すなわち、本発明者らは光ファイバレーザ
ーなどに使用される希土類元素ドープ石英ガラス系光フ
ァイバ母材を開発すべく種々検討した結果、これについ
てはけい素化合物の火炎加水分解で発生したシリカガラ
ス微粒子を堆積して得られた多孔質ガラス母材にアルカ
リ金属、アルカリ土類金属、周期律表III 族金属または
IVＡ族金属を０．１〜３重量％と希土類金属２０〜１，
０００ｐｐｍおよびフッ素をドープし、これを透明ガラ
ス化して合成石英ガラスとすれば、このものが発光効率
がすぐれ、高い増幅特性を示すものになることを見出す
と共に、この希土類元素ドープ石英ガラス系光ファイバ
母材についてはこのようにして得られた希土類元素ドー
プ石英ガラスをコア材とし、クラッドを純石英ガラスま
たはフッ素を含有する石英ガラスからなるものとして光
ファイバ母材を形成させれば光ファイバレーザーとして
使用可能となることを確認し、これらの光ファイバ母材
の製造方法についての研究を行なって本発明を完成させ
た。以下にこれをさらに詳述する。
ーなどに使用される希土類元素ドープ石英ガラス系光フ
ァイバ母材を開発すべく種々検討した結果、これについ
てはけい素化合物の火炎加水分解で発生したシリカガラ
ス微粒子を堆積して得られた多孔質ガラス母材にアルカ
リ金属、アルカリ土類金属、周期律表III 族金属または
IVＡ族金属を０．１〜３重量％と希土類金属２０〜１，
０００ｐｐｍおよびフッ素をドープし、これを透明ガラ
ス化して合成石英ガラスとすれば、このものが発光効率
がすぐれ、高い増幅特性を示すものになることを見出す
と共に、この希土類元素ドープ石英ガラス系光ファイバ
母材についてはこのようにして得られた希土類元素ドー
プ石英ガラスをコア材とし、クラッドを純石英ガラスま
たはフッ素を含有する石英ガラスからなるものとして光
ファイバ母材を形成させれば光ファイバレーザーとして
使用可能となることを確認し、これらの光ファイバ母材
の製造方法についての研究を行なって本発明を完成させ
た。以下にこれをさらに詳述する。
【０００７】
【０００８】本発明の希土類元素ドープ石英ガラス系光
ファイバ用母材は石英ガラスを主成分とする光ファイバ
母材において、コアの屈折率を高めるためのドーパント
としてのゲルマニウムなどのほか、これにアルカリ金
属、アルカリ土類金属、周期律表III 族金属またはIVＡ
族金属および希土類元素とフッ素をドープしたものであ
る。
ファイバ用母材は石英ガラスを主成分とする光ファイバ
母材において、コアの屈折率を高めるためのドーパント
としてのゲルマニウムなどのほか、これにアルカリ金
属、アルカリ土類金属、周期律表III 族金属またはIVＡ
族金属および希土類元素とフッ素をドープしたものであ
る。
【０００９】ここに多孔質ガラス母材に添加される金属
成分はフッ素と結合してガラスを形成し易く、また石英
ガラス中に分散し易いものとすることがよいということ
から、アルカリ金属としてはナトリウム、カリウムなど
が、アルカリ土類金属としてはカルシウム、バリウム
が、III 族金属としてはイットリウム、アルミニウム
が、またIVＡ族金属としてはチタン、ジルコニウムが例
示され、この希土類元素としてはネオジム、エルビウ
ム、ユーロピウム、セリウム、プラセオジウムなどが例
示されるが、これらの添加量はアルカリ金属、アルカリ
土類金属、III 族金属、IVＡ族金属については０．１〜
３重量％とすればよく、希土類元素は２０〜１，０００
ｐｐｍの範囲とすればよい。
成分はフッ素と結合してガラスを形成し易く、また石英
ガラス中に分散し易いものとすることがよいということ
から、アルカリ金属としてはナトリウム、カリウムなど
が、アルカリ土類金属としてはカルシウム、バリウム
が、III 族金属としてはイットリウム、アルミニウム
が、またIVＡ族金属としてはチタン、ジルコニウムが例
示され、この希土類元素としてはネオジム、エルビウ
ム、ユーロピウム、セリウム、プラセオジウムなどが例
示されるが、これらの添加量はアルカリ金属、アルカリ
土類金属、III 族金属、IVＡ族金属については０．１〜
３重量％とすればよく、希土類元素は２０〜１，０００
ｐｐｍの範囲とすればよい。
【００１０】このようにして作られた本発明の希土類元
素ドープ石英ガラス系光ファイバ母材はコアの屈折率を
高めるためのドーパントのほかに、上記したようにアル
カリ金属、アルカリ土類金属、III族金属、IVＡ族金属
が希土類元素とフッ素と共にドープされているので、発
光効率のすぐれた、高い増幅特性を示す光ファイバレー
ザーとして有用とされる。
素ドープ石英ガラス系光ファイバ母材はコアの屈折率を
高めるためのドーパントのほかに、上記したようにアル
カリ金属、アルカリ土類金属、III族金属、IVＡ族金属
が希土類元素とフッ素と共にドープされているので、発
光効率のすぐれた、高い増幅特性を示す光ファイバレー
ザーとして有用とされる。
【００１１】また、本発明の希土類元素ドープ石英ガラ
ス系光ファイバ用母材は上記したアルカリ金属、アルカ
リ土類金属、III 族金属、IVＡ族金属、希土類元素およ
びフッ素をドープした石英ガラスをコアとして、そのク
ラッドを純石英ガラスまたはフッ素を含有した石英ガラ
スで構成したものであってもよい。
ス系光ファイバ用母材は上記したアルカリ金属、アルカ
リ土類金属、III 族金属、IVＡ族金属、希土類元素およ
びフッ素をドープした石英ガラスをコアとして、そのク
ラッドを純石英ガラスまたはフッ素を含有した石英ガラ
スで構成したものであってもよい。
【００１２】上記した本発明の希土類元素ドープ石英ガ
ラス系光ファイバ用母材は、けい素化合物の火炎加水分
解によって生成した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作り、このシリカガラス微粒子
の堆積中、または堆積後に、これに前記したアルカリ金
属、アルカリ土類金属、III 族金属、IVＡ族金属から選
ばれた一つ以上の金属元素を含む化合物と希土類元素を
含む化合物を添加したのち、フッ素を含む雰囲気下で熱
処理し、ついで高温で焼結して透明ガラス化することに
よって製造することができる。
ラス系光ファイバ用母材は、けい素化合物の火炎加水分
解によって生成した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作り、このシリカガラス微粒子
の堆積中、または堆積後に、これに前記したアルカリ金
属、アルカリ土類金属、III 族金属、IVＡ族金属から選
ばれた一つ以上の金属元素を含む化合物と希土類元素を
含む化合物を添加したのち、フッ素を含む雰囲気下で熱
処理し、ついで高温で焼結して透明ガラス化することに
よって製造することができる。
【００１３】この方法における多孔質ガラス母材の製造
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法で行えばよく、したがってこれは酸
水素火炎中に四塩化けい素とドーパントとしての四塩化
ゲルマニウムを供給し、火炎加水分解によってシリカガ
ラス微粒子、ゲルマニア微粒子を生成させ、これを合成
石英ガラス製の担体上に堆積させればよい。ここに得ら
れる多孔質ガラス母材についてはこれを溶液に浸漬した
ときに微粒子間の凝集力が失なわれて破壊しないだけの
機械的強度が必要とされることから、平均かさ密度が
０．３ｇ／ｃｍ3以上のものとすることがよいが、他方
反応溶液がこの多孔質ガラス母材内を容易に拡散移動す
ることが必要とされることからこのかさ密度は１．０ｇ
／ｃｍ3以下のものとすることがよい。
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法で行えばよく、したがってこれは酸
水素火炎中に四塩化けい素とドーパントとしての四塩化
ゲルマニウムを供給し、火炎加水分解によってシリカガ
ラス微粒子、ゲルマニア微粒子を生成させ、これを合成
石英ガラス製の担体上に堆積させればよい。ここに得ら
れる多孔質ガラス母材についてはこれを溶液に浸漬した
ときに微粒子間の凝集力が失なわれて破壊しないだけの
機械的強度が必要とされることから、平均かさ密度が
０．３ｇ／ｃｍ3以上のものとすることがよいが、他方
反応溶液がこの多孔質ガラス母材内を容易に拡散移動す
ることが必要とされることからこのかさ密度は１．０ｇ
／ｃｍ3以下のものとすることがよい。
【００１４】この多孔質ガラス母材には上記したように
アルカリ金属、アルカリ土類金属、III 族金属またはIV
Ａ族金属、希土類元素がドープされるのであるが、これ
は前記したナトリウム、カリウム、カルシウム、バリウ
ム、イットリウム、アルミニウム、ジルコニウムなどの
金属成分およびネオジム、エルビウム、ユーロピウム、
セリウム、プラセオジウムなどの希土類元素のハロゲン
化物、硝酸塩、硫酸塩などの化合物の溶液中にこの多孔
質ガラス母体を浸漬して多孔質ガラス母材の内部にまで
これらの化合物を浸透させればよい。なお、これらの化
合物は溶剤に対して十分な溶解度を有するものであれば
よく、特に限定されるものではなく、この溶剤も本質的
に多孔質ガラス母材と反応しないものであればよく、特
に限定されるものではないが、水は多孔質ガラス母材の
微粒子間の凝集力を弱める作用が強いので、溶解性、多
孔質ガラス母材への作用、乾燥速度の面からこれはメタ
ノール、エタノールとすることがよい。
アルカリ金属、アルカリ土類金属、III 族金属またはIV
Ａ族金属、希土類元素がドープされるのであるが、これ
は前記したナトリウム、カリウム、カルシウム、バリウ
ム、イットリウム、アルミニウム、ジルコニウムなどの
金属成分およびネオジム、エルビウム、ユーロピウム、
セリウム、プラセオジウムなどの希土類元素のハロゲン
化物、硝酸塩、硫酸塩などの化合物の溶液中にこの多孔
質ガラス母体を浸漬して多孔質ガラス母材の内部にまで
これらの化合物を浸透させればよい。なお、これらの化
合物は溶剤に対して十分な溶解度を有するものであれば
よく、特に限定されるものではなく、この溶剤も本質的
に多孔質ガラス母材と反応しないものであればよく、特
に限定されるものではないが、水は多孔質ガラス母材の
微粒子間の凝集力を弱める作用が強いので、溶解性、多
孔質ガラス母材への作用、乾燥速度の面からこれはメタ
ノール、エタノールとすることがよい。
【００１５】この各種金属成分が添加された多孔質ガラ
ス母材は乾燥後、フッ素を含む雰囲気で熱処理するので
あるが、これによればここに添加されているアルカリ金
属、アルカリ土類金属、III 族金属、IVＡ族金属および
希土類元素はいずれもフッ化されて、この多孔質ガラス
母材はこれらのフッ化物でドープされたものとなる。な
お、ここに使用するフッ素化物は四フッ化けい素、フッ
化メタン、フッ化エタンなどとすればよいが、この熱処
理温度は２００℃以下では反応速度が遅く、１，２００
℃以上とすると多孔質ガラス母材の収縮が著しく、フッ
素のドーピングが妨げられるので、２００℃〜１，２０
０℃の範囲とすればよい。
ス母材は乾燥後、フッ素を含む雰囲気で熱処理するので
あるが、これによればここに添加されているアルカリ金
属、アルカリ土類金属、III 族金属、IVＡ族金属および
希土類元素はいずれもフッ化されて、この多孔質ガラス
母材はこれらのフッ化物でドープされたものとなる。な
お、ここに使用するフッ素化物は四フッ化けい素、フッ
化メタン、フッ化エタンなどとすればよいが、この熱処
理温度は２００℃以下では反応速度が遅く、１，２００
℃以上とすると多孔質ガラス母材の収縮が著しく、フッ
素のドーピングが妨げられるので、２００℃〜１，２０
０℃の範囲とすればよい。
【００１６】このようにフッ素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加熱処理して透明ガラ
ス化して光ファイバ用母材とするのであるが、これは電
気炉中をヘリウムなどの不活性ガス雰囲気下として１，
５００℃以上に加熱すればよく、この場合には必要に応
じて脱水を目的としてハロゲンガスを微量混合してもよ
い。
ス母材はついでこれを電気炉中で加熱処理して透明ガラ
ス化して光ファイバ用母材とするのであるが、これは電
気炉中をヘリウムなどの不活性ガス雰囲気下として１，
５００℃以上に加熱すればよく、この場合には必要に応
じて脱水を目的としてハロゲンガスを微量混合してもよ
い。
【００１７】このようにして得られた本発明の希土類元
素ドープ石英ガラス系光ファイバ用母材は希土類元素の
近傍にアルカリ金属、アルカリ土類金属、III 族金属ま
たはIVＡ族金属のフッ化物が形成されており、シリカの
格子エネルギーを介してのエネルギーの遷移が妨げられ
るので、結果としてＥＳＡを低減することができ、発光
効率の向上されたものになるという有利性が与えられ
る。
素ドープ石英ガラス系光ファイバ用母材は希土類元素の
近傍にアルカリ金属、アルカリ土類金属、III 族金属ま
たはIVＡ族金属のフッ化物が形成されており、シリカの
格子エネルギーを介してのエネルギーの遷移が妨げられ
るので、結果としてＥＳＡを低減することができ、発光
効率の向上されたものになるという有利性が与えられ
る。
【００１８】本発明の希土類元素ドープ石英ガラス系光
ファイバ用母材は上記した方法で作られるけれども、こ
れは実用的にはこの石英ガラスをコア材とし、このクラ
ッドを純石英ガラスまたはフッ素を含有する石英ガラス
で構成したものとしてもよい。
ファイバ用母材は上記した方法で作られるけれども、こ
れは実用的にはこの石英ガラスをコア材とし、このクラ
ッドを純石英ガラスまたはフッ素を含有する石英ガラス
で構成したものとしてもよい。
【００１９】
【実施例】つぎに本発明の実施例をあげる。 実施例１ 石英製同心多重管バーナーに水素ガス５．５リットル／
分、酸素ガス８．０リットル／分を供給して酸水素火炎
を形成させ、このバーナー中心に四塩化けい素を酸素ガ
ス０．１７リットル／分のキャリアガスに同伴して供給
し、この四塩化けい素の火炎加水分解で得たシリカガラ
ス微粒子を担体上の軸方向に８時間堆積成長させたとこ
ろ、外径４５ｍｍ、長さ３００ｍｍ、重さ１７０ｇ、平
均かさ密度が０．３５／ｃｍ3 である多孔質ガラス母材
が得られた。
分、酸素ガス８．０リットル／分を供給して酸水素火炎
を形成させ、このバーナー中心に四塩化けい素を酸素ガ
ス０．１７リットル／分のキャリアガスに同伴して供給
し、この四塩化けい素の火炎加水分解で得たシリカガラ
ス微粒子を担体上の軸方向に８時間堆積成長させたとこ
ろ、外径４５ｍｍ、長さ３００ｍｍ、重さ１７０ｇ、平
均かさ密度が０．３５／ｃｍ3 である多孔質ガラス母材
が得られた。
【００２０】ついでこの多孔質ガラス母材を塩化エルビ
ウムを０．１重量％、塩化バリウムを０．２重量％含有
するメタノール溶液に４時間浸漬して多孔質ガラス母材
の内部まで塩化エルビウムと塩化バリウムを浸透させ、
これを２５℃の室温に３６時間放置してメタノールを蒸
発させたのち、焼結炉に入れ、９００℃に昇温してか
ら、ここに四フッ化けい素０．５リットル／分、ヘリウ
ム３．０リットル／分の混合ガスを流して３時間処理し
て多孔質ガラス母材にエルビウム、バリウムのフッ化物
をドープした。
ウムを０．１重量％、塩化バリウムを０．２重量％含有
するメタノール溶液に４時間浸漬して多孔質ガラス母材
の内部まで塩化エルビウムと塩化バリウムを浸透させ、
これを２５℃の室温に３６時間放置してメタノールを蒸
発させたのち、焼結炉に入れ、９００℃に昇温してか
ら、ここに四フッ化けい素０．５リットル／分、ヘリウ
ム３．０リットル／分の混合ガスを流して３時間処理し
て多孔質ガラス母材にエルビウム、バリウムのフッ化物
をドープした。
【００２１】つぎに、この多孔質ガラス母材を電気炉中
でヘリウムガス雰囲気に１，５００℃に加熱して透明ガ
ラス化したところ、外径２４ｍｍ、長さ１６０ｍｍの石
英ガラスロッドが得られたが、このものは外観が全体に
ピンク色を呈した透明体であり、化学分析の結果、フッ
素、バリウムのほかエルビウムを４００ｐｐｍ含有する
ものであった。
でヘリウムガス雰囲気に１，５００℃に加熱して透明ガ
ラス化したところ、外径２４ｍｍ、長さ１６０ｍｍの石
英ガラスロッドが得られたが、このものは外観が全体に
ピンク色を呈した透明体であり、化学分析の結果、フッ
素、バリウムのほかエルビウムを４００ｐｐｍ含有する
ものであった。
【００２２】なお、この石英ガラスロッドはこれを延伸
したものをコアとし、この外周にクラッドとなる多孔質
シリカガラスを堆積し、焼結時にフッ素をドープしてシ
ングルモードファイバ用プリフォームを作り、これから
外径１２５μｍのファイバを紡糸し、このファイバに
１．５３μｍの信号光を伝送させながら４８ｍｗのポン
プ光を入射したところ、これには１．５３μｍの信号光
の増幅することが認められ、このときの増幅ゲインは３
０ｄＢであった。
したものをコアとし、この外周にクラッドとなる多孔質
シリカガラスを堆積し、焼結時にフッ素をドープしてシ
ングルモードファイバ用プリフォームを作り、これから
外径１２５μｍのファイバを紡糸し、このファイバに
１．５３μｍの信号光を伝送させながら４８ｍｗのポン
プ光を入射したところ、これには１．５３μｍの信号光
の増幅することが認められ、このときの増幅ゲインは３
０ｄＢであった。
【００２３】実施例２ 実施例１における多孔質ガラス母材に対するエルビウ
ム、バリウムのドープを、多孔質ガラス母材を塩化プラ
セオジウム１重量％、塩化アルミニウムを３重量％含有
するメタノール溶液への浸漬としたほかは実施例１と同
様に処理してドープ石英ガラスを製造し、これを用いて
実施例１と同様に処理して作った光ファイバについてそ
の増幅特性をしらべたところ、１．０６μｍのポンプ光
を入射したときに１．３μｍ帯の信号光に増幅が認めら
れ、このときの増幅ゲインは１５ｄＢであった。
ム、バリウムのドープを、多孔質ガラス母材を塩化プラ
セオジウム１重量％、塩化アルミニウムを３重量％含有
するメタノール溶液への浸漬としたほかは実施例１と同
様に処理してドープ石英ガラスを製造し、これを用いて
実施例１と同様に処理して作った光ファイバについてそ
の増幅特性をしらべたところ、１．０６μｍのポンプ光
を入射したときに１．３μｍ帯の信号光に増幅が認めら
れ、このときの増幅ゲインは１５ｄＢであった。
【００２４】
【発明の効果】本発明は希土類元素ドープ石英ガラス系
光ファイバ用母材に関するものであり、これは前記した
ように石英ガラスを主成分とする光ファイバ用母材にお
いて、アルカリ金属、アルカリ土類金属、周期律表III
族金属またはIVＡ族金属から選ばれた一つ以上の金属元
素と希土類元素およびフッ素をドープしたもの、あるい
はこの石英ガラスをコアとし、クラッドを純石英ガラス
またはフッ素をドープした石英ガラスとから構成してな
ることを特徴とするものであるが、このものはフッ化さ
れた希土類元素とフッ化されたアルカリ金属、アルカリ
土類金属、III 族金属またはIVＡ族金属でドープされて
いることからＥＳＡを低減化することができ、発光効率
が向上されるので、光ファイバレーザーなどとして有利
に使用することができるという工業的な有用性をもつも
のである。
光ファイバ用母材に関するものであり、これは前記した
ように石英ガラスを主成分とする光ファイバ用母材にお
いて、アルカリ金属、アルカリ土類金属、周期律表III
族金属またはIVＡ族金属から選ばれた一つ以上の金属元
素と希土類元素およびフッ素をドープしたもの、あるい
はこの石英ガラスをコアとし、クラッドを純石英ガラス
またはフッ素をドープした石英ガラスとから構成してな
ることを特徴とするものであるが、このものはフッ化さ
れた希土類元素とフッ化されたアルカリ金属、アルカリ
土類金属、III 族金属またはIVＡ族金属でドープされて
いることからＥＳＡを低減化することができ、発光効率
が向上されるので、光ファイバレーザーなどとして有利
に使用することができるという工業的な有用性をもつも
のである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (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 (56)参考文献 特開 平３−265537（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−106087（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−218936（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C30B 37/014 C03C 13/04
Claims (3)
- 【請求項１】 石英ガラスを主成分とする光ファイバ用
母材において、コアに屈折率を高めるためのドーパント
以外に、アルカリ金属、アルカリ土類金属、周期律表II
I族金属あるいはIVＡ族金属より選ばれた一つ以上の金
属元素を０．１〜３重量％含有し、さらに希土類元素２
０〜１，０００ｐｐｍとフッ素を含むことを特徴とする
希土類元素ドープ石英ガラス系光ファイバ用母材。 - 【請求項２】 石英ガラスを主成分とする光ファイバ用
母材において、コアがアルカリ金属、アルカリ土類金
属、III族金属あるいはIVＡ族金属より選ばれた一つ以
上の金属元素を０．１〜３重量％含有し、さらに希土類
元素２０〜１，０００ｐｐｍとフッ素を含んだドープ石
英ガラスよりなり、クラッドが純石英ガラスあるいはフ
ッ素を含有した石英ガラスよりなることを特徴とする希
土類元素ドープ石英ガラス系光ファイバ用母材。 - 【請求項３】 けい素化合物の火炎加水分解によって生
成するシリカガラス微粒子を堆積して得られる多孔質ガ
ラス母材に堆積時あるいは堆積した後にアルカリ金属、
アルカリ土類金属、III族金属あるいはIVＡ族金属より
選ばれた一つ以上の金属元素を含む化合物と希土類元素
を含む化合物を添加した後、高温で焼結して透明ガラス
化する方法において、前記両化合物を添加した前記多孔
質ガラス母材をフッ素を含む雰囲気下で熱処理すること
により、アルカリ金属、アルカリ土類金属、III族金属
あるいはIVＡ族金属より選ばれた一つ以上の金属元素を
０．１〜３重量％含有し、さらに希土類元素２０〜１，
０００ｐｐｍとフッ素を含有する希土類元素ドープ石英
系ガラスファイバ用母材を製造することを特徴とする請
求項１または請求項２に記載した希土類元素ドープ石英
ガラス系光ファイバ用母材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10925092A JP3188304B2 (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 希土類元素ド−プ石英ガラス系光ファイバ用母材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10925092A JP3188304B2 (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 希土類元素ド−プ石英ガラス系光ファイバ用母材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05279066A JPH05279066A (ja) | 1993-10-26 |
| JP3188304B2 true JP3188304B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=14505421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10925092A Expired - Fee Related JP3188304B2 (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 希土類元素ド−プ石英ガラス系光ファイバ用母材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3188304B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6385384B1 (en) * | 1999-03-15 | 2002-05-07 | Corning Incorporated | Glasses containing rare earth fluorides |
| FR2939522B1 (fr) * | 2008-12-08 | 2011-02-11 | Draka Comteq France | Fibre optique amplificatrice resistante aux radiations ionisantes |
| JP2011091099A (ja) * | 2009-10-20 | 2011-05-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 蛍光ガラス体およびそれを導光部として有する増幅用光導波体 |
-
1992
- 1992-04-02 JP JP10925092A patent/JP3188304B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05279066A (ja) | 1993-10-26 |
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