JP3190036B2 - ファイバ増幅器及びファイバレーザ - Google Patents

ファイバ増幅器及びファイバレーザ

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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、Nd3+を添加した光機能性ガラスを用いた光
ファイバを備えるファイバ増幅器及びファイバレーザに
関する。
〔従来の技術〕
波長1.3μｍ帯での光通信分野への応用等のため、希
土類元素Ndを添加したガラスを用いてファイバ増幅器、
ファイバセンサ、ファイバレーザ等の装置を作製する努
力がなされている。例えば、燐酸塩系の多成分ガラスを
ホストガラスとし、これにネオジムイオン（Nd3+）を活
性物質として添加した光機能性ガラスが既に知られてい
る。具体的には、ホストガラスである燐酸塩ガラスにNd
3+を添加した光機能性ガラスを準備し、このガラスから
形成した光ファイバのレーザ発振特性について評価した
旨の報告がなされている（ELECRONICS LETTERS,1990,Vo
l.26,No.2,pp121−122）。この報告では、光ファイバの
特性に関して、Nd3+に起因する蛍光ピーク波長が1.32μ
ｍで、ESA（excited state absorption）遷移に起因す
る吸収ピーク波長が約1.31μｍで、発振ピーク波長が約
1.36μｍであったことが示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上記の報告に示される光ファイバでは十分な
レーザ発振利得が得られていなかった。このようにレー
ザ発振利得が得られない理由として、波長1.32μｍの蛍
光ピークに近接して波長1.31μｍの吸収ピークが存在す
ることと、波長1.32μｍ帯の蛍光ピークの強度に比較し
て波長1.31μｍ帯の吸収ピークの強度が比較的大きいこ
とが挙げられる。
また、吸収ピークが蛍光ピークよりも短波長側にわず
かにずれて存在するため、発振ピーク波長が波長1.3μ
ｍ帯よりも長波長側にシフトしてしまっていた。この結
果、波長1.3μｍ帯で実質的にレーザ発振利得が得られ
ないこととなっていた。
そこで、上述の事情に鑑み、本発明は、波長1.3μｍ
帯での光増幅・光発振を可能にする、或いはその光増幅
・光発振効率を高める光機能性ガラスを用いた光ファイ
バを提供し、この光ファイバを用いたファイバ増幅器或
いはファイバレーザを提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段及び作用〕
本発明者は上記課題の解決のため、鋭意研究を重ねた
結果、Nd3+を活性物質として含む光機能性ガラスであっ
て、波長1.3μｍ帯若しくはその他の波長帯域で光増幅
・光発振を可能にする、或いはその光増幅・光発振効率
を高める光機能性ガラスを見出した。
本発明に用いられる光機能性ガラスにあっては、Nd3+
を活性物質として添加するためのホストガラスとして、
ルビジウム（Rb）若しくはセシウム（Cs）又はその両方
の酸化物を含む酸化物系多成分ガラスを使用する。
本発明に用いられる光機能性ガラスによれば、Rb又は
Csの酸化物を含むホストガラスを使用することにより、
蛍光ピークの波長位置に対する吸収ピークの相対的な波
長位置を大きく変化させることができる。この結果、波
長1.3μｍ帯若しくはその他の波長帯域での光増幅・光
発振に適したガラスを得ることが、後述のように判明し
た。
また、本発明に用いられる光機能性ガラスの好適な実
施態様にあっては、上記ホストガラスとして、Rb又はCs
と共にアルカリ土類元素の酸化物を含む酸化物系多成分
ガラスを使用する。この様にアルカリ土類元素の酸化物
を含むホストガラスを使用することで、光機能性ガラス
の耐候性等の化学的安定性を増すことができる。
また、本発明に用いられる光ファイバにあっては、上
記光機能性ガラスからなるコアと、このコアを取り囲み
このコアより低い屈折率を有するクラッドとを備える。
上記の光ファイバによれば、コアガラスとして、Rb又は
Csの酸化物を含むホストガラスにNd3+を添加したものを
使用する。このため、コアガラス中を伝搬する波長1.3
μｍ帯若しくはその他の波長帯域での光増幅・光発振が
可能になり、或いはその光増幅・光発振利得の増大が可
能になる。つまり、ファイバ化によってコアに光が効率
的に閉じ込められることと、閉じ込められた光の損失が
極めて低いこととから、低閾値でNd3+に反転分布を形成
できるのである。
また、本発明のファイバ増幅器にあっては、上記の光
ファイバと、励起光源と、光学手段とを備える。ここ
に、光ファイバは波長1.3μｍ帯の信号光を伝搬し、励
起光源は波長0.8μｍ帯又はその近傍の帯域の励起光を
発生し、光学手段は励起光を励起光源から光ファイバ内
に入射させる。
上記のファイバ増幅器によれば、ファイバ内に導入さ
れた波長0.8μｍ帯又はその近傍の帯域の励起光によっ
てNd3+が励起される。この励起されたNd3+の多くは、こ
れと同時に光ファイバ内に導入された1.3μｍ帯又はそ
の近傍の帯域の信号光等に誘導されて、放射光を発生
し、波長1.3μｍ帯又はその近傍の帯域での光増幅が可
能になる。
また、本発明のファイバレーザにあっては、上記の光
ファイバと、励起光源と、光学手段とを備え、光振器構
造が形成される。ここに、励起光源は、波長0.8μｍ帯
又はその近傍の帯域の励起光を発生し、光学手段は、励
起光を励起光源から光ファイバ内に入射させる。また、
光共振器構造は、光ファイバ内からの波長1.3μｍ帯の
光を光ファイバにフィードバックする。
上記のファイバレーザによれば、光学手段によりファ
イバ内に導入された波長0.8μｍ帯又はその近傍の帯域
の励起光によってNd3+が励起される。この励起されたNd
3+の一部は多くは、これと同時に光ファイバ内に導入さ
れた1.3μｍ帯又はその近傍の帯域の光に誘導されて、
放射光を発生し、波長1.3μｍ帯又はその近傍の帯域で
の光発振が可能になる。
〔実施例〕
以下に、本発明の原理と完成に至った経緯とを説明す
る。
上記の現象に関し、本発明者は次のような仮説を立て
て検討した。
即ち、Nd3+の吸収ピークの波長位置に対する吸収ピー
クの相対的な波長位置を変化させるためには、Nd3+内の
電子が受ける結晶電場、クーロン相互作用、スピン−軌
道相互作用等の作用を変化させることが考えられる。
例えば、波長1.3μｍ帯の吸光又は発光に関連すると
考えられる4f軌道の電子について考えてみる。結晶電場
については、外殻の電子に遮蔽されているため、4f軌道
の電子にほとんど作用しないものと考えられる。一方、
クーロン相互作用及びスピン−軌道相互作用について
は、4f軌道内の電子間距離、又は原子核と電子との距離
を変化させることでこれらの作用を増減させることがで
きるものと考えられる。つまり、Nd3+の電子雲を拡大・
縮小してやることで、波長1.3μｍ帯の吸・発光波長を
シフトさせることができるものと考えられる。
具体的には、Nd3+とその周囲に配位される原子との間
の結合性を変えることが電子雲を拡大・縮小させる上で
望ましいものと考えられる。つまり、ホストガラスの成
分として長周期元素であるRb若しくはCsの酸化物を使用
しその濃度を変化させることで、Nd3+とその周囲に配位
される原子との間の共有結合性を増減させ、或いはイオ
ン結合性を増減させることができるものと考えられる。
この結果、Nd3+の電子雲を拡大・縮小させることがで
き、更には、波長1.3μｍ帯の吸・発光波長のシフトが
可能になるものと考えられる。この場合、アルカリ元素
でかつイオン性の高いRb若しくはCs等はNd3+に強い作用
を及ぼすものと考えられる。したがって、これらの酸化
物の濃度をホストガラス中で増減することで、吸・発光
ピークの波長シフトを一様でないものとすることがで
き、さらに吸・発光ピークの相対的な波長位置を大きく
変化させることができるものと期待される。
以上、波長1.3μｍ帯の吸・発光波長のシフトについ
て述べたが、他の波長帯の吸・発光波長についても同様
の推測が成り立つ。
以上のことは一つの仮説であるが、本発明者は、後に
述べる実験例とその結果から見出だされた現象とに対す
る検討に基づき、Nd3+添加ガラスの光増幅・光発振特性
の向上を図ることとしたのである。
第１図は、珪酸塩系多成分ガラス（20Na2O−15R′2O
−65SiO2）に添加するアルカリ元素の酸化物Ｒ′2Oの種
類を変更することでNd3+のエネルギー準位がどう変化す
るかを示したものである。
図面の説明に入る前にNd3+の波長1.3μｍ帯の吸・発
光の機構について簡単な説明を行う。約0.8μｍの励起
光により、基底準位4I9/2にある電子が準位4F5/2に一旦
励起され、フォノン等を放出する非輻射過程をへて準位
4F3/2に遷移する。この様なポンピングにより、準位4F
3/2と準位4I13/2との間に反転分布が形成されると、波
長1.32μｍ帯域にピークを有する発光が可能になる。一
方、準位4F3/2に存在する電子は、波長1.31μｍ帯域の
光を吸収し、準位4G7/2に励起される可能性もある。こ
のため、従来のガラスでは、電子が準位4F3/2にポンピ
ングされても、波長1.32μｍ帯域で効率よく発光させる
ことができなくなってしまっていた。このため、波長1.
32μｍの近辺で十分なレーザ利得が得られていなかっ
た。
図示のエネルギー準位は、自記分光光度計等を用い
て、波長530nm、波長800nm及び波長880nmの近傍に存在
する吸収ピークの波長からその波数を算出したものであ
る。これらのピークは、それぞれエネルギー準位
4G7/2、4F3/2及び4I13/2に対応する。
図面からも明らかなように、準位4G7/2、4F3/2及び4I
13/2は、使用するアルカリ元素Ｒ′のイオン化エネルギ
ーに応じて直線的に変化する。この場合、準位4F3/2及
び4I13/2の間隔はほとんど変化しないが、準位4G7/2及
び4F3/2の間隔は大きく変動する。このような現象は、
波長1.32μｍ帯の蛍光に対応する準位4F3/2及び4I13/2
のエネルギー差がほとんど変化しないまま、波長1.32μ
ｍ帯のESAに対応する準位4G7/2及び4F3/2のエネルギー
差が大きく変動することを示している。殊に、アルカリ
元素として長周期元素のRb、Cs等を使用した場合、ESA
ピーク波長が1.345μｍ乃至はそれ以上に長くなる。一
方、蛍光ピークの波長は1.325μｍ程度にとどまる。し
たがって、一般にESAおよび蛍光の波長が20nm以上離れ
るとこれらが相互に作用しないことを考慮すると、アル
カリ元素Rb、Csの使用により、蛍光がESAに影響される
（4F3/2の励起電子がESAに食われてしまう）といった現
象を抑えることができる。更に、アルカリ元素Rb、Csの
酸化物を加えることでESAピークが蛍光ピークの長波長
側にシフトする現象を利用すれば、光増幅利得若しくは
光発振利得の得られる波長帯域を蛍光ピークの短波長側
に相対的に移動させることができる。この結果、蛍光ピ
ークの存在する波長約1.32μｍより短い波長約1.31μｍ
の近傍で実質的な光増幅利得若しくは光発振利得が得ら
れることとなる。
第２図は、燐酸塩系多成分ガラス（10La2O3−25R′2O
−65P2O5）に添加するアルカリ元素の酸化物Ｒ′2Oの種
類を変更することでNd3+のエネルギー準位がどう変化す
るかを示したものである。
第２図の場合、波長530nm、波長800nm及び波長880nm
の近傍の吸収ピークに対応するそれぞれの準位4G7/2、4
F3/2及び4I13/2は、使用するアルカリ元素Ｒ′の種類に
かかわらず一定の状態に保たれる。したがって燐酸塩系
ガラスの場合、波長1.3μｍ帯の光増幅等に関連する上
記３準位の関係を大きく変化させることは困難なようで
もある。しかし、燐酸塩を部分的には珪酸塩に置き換え
ることで改善は見られるものと考えられる。
第３図は、第１図及び第２図の多成分ガラスに添加す
るアルカリ元素Ｒ′の種類を変更することでNd3+の準位
4F3/2の4I13/2に対する蛍光寿命がどう変化するかを示
したものである。図から明らかなように、珪酸塩ガラス
及び燐酸塩ガラスともにイオン半径の大きいアルカリ元
素を使用することで、Nd3+の蛍光寿命を高めることがで
きることが分かる。この意味からも、ホストガラスとし
てアルカリ元素Rb、Csの酸化物を含有するガラスの使用
が望ましいといえる。
上記の仮説が適切なものであるかどうかは不明であ
る。いずれにせよ、本発明者の実験・検討によれば、Nd
3+を活性物質として添加すべきホストガラスとしてRb若
しくはCsを含む酸化物系多成分ガラスを使用することに
より、Nd3+の波長1.3μｍ帯等における光増幅等を可能
にする或いはその増幅効率を高める有望な光機能性ガラ
スが得られることがわかった。
なおこの場合、ESAピーク波長のシフトを効果的に生
じさせるためアルカリ元素を多量に添加したホストガラ
スを使用するとすると、ホストガラスの安定性が減少す
る。この現象は、アルカリ元素の酸化物の濃度が45mol
％を超えると極めて著しくなる。殊にRb若しくはCs等の
長周期元素を使用した場合には、潮解性が増す等の弊害
が著しくなる。一方、潮解性を改善するためにRb等の濃
度を減少させてRb等の酸化物の濃度を5mol％以下とする
と、ESAピーク波長のシフトが顕著なものでなくなる。
そこで、本発明者は、上記長周期元素を使用した場合
にも良好な化学的安定性を有するホストガラスの選定を
模索した。ガラス自体の化学的安定性を増すには、アル
カリ土類元素の添加が有望である。しかし、アルカリ土
類元素の添加によってESAピーク波長が元に戻ったり、
蛍光ピーク波長が長波長側に大きく移動する等の傾向が
生じることは望ましくない。そこで、第１図の珪酸塩ガ
ラスを基本として、これにMg、Ca等のアルカリ土類元素
を加え、或いはその一部をMg、Ca等に置き換えた光機能
性ガラスを準備した。このガラスについて潮解性・耐候
性等の試験を行った結果、これらの化学的安定性を著し
く向上させ得ることが判明した。なお、蛍光ピーク及び
ESAピークは第１図のものに比較してほとんど変化しな
かった。
第４図は、使用するアルカリ土類元素の種類によって
Nd3+の蛍光寿命が変動することを示したものである。イ
オン半径が増大するほど蛍光寿命が減少することが分か
る。したがって、Nd3+を添加すべきホストガラスの組成
としては、Rb及び／又はCsを含み、かつ、Mgを含むもの
が望ましいことが分かる。
第１図又は第４図に示した上記光機能性ガラスは、光
ファイバ用の素材として用いられ、例えば平面導波路等
に形成しても良いが、上記の光機能性ガラスからなるコ
アと、該コアを取り囲み該コアより低い屈折率を有する
クラッドと、を備えた光ファイバを作製することが、長
尺の光伝送路を得る上では望ましい。
上記光ファイバは、具体的には下記のようにして作製
される。まず、Rb若しくはCsを含有するホストガラスに
Nd3+を添加した光機能性ガラスを準備し、これをコアと
するプリフォームをロッドインチューブ法等により作製
する。次に、準備したプリフォームを公知の線引き装置
にセットし、光ファイバに線引きする。こうして得られ
た光ファイバは、Nd3+を添加したコアと、これよりも相
対的に屈折率が低くNd3+を添加していないクラッド層と
を備える。
上記のような光機能性ガラスをコアとした光ファイバ
によれば、ファイバレーザ、ファイバ増幅器、ファイバ
検出器等への応用が可能になる。即ち、コアガラスに使
用するホストガラスとして、Rb若しくはCsの酸化物を含
む酸化物系多成分ガラスを用いることとしているため、
例えば波長1.3μｍ帯及びその近傍の波長帯域でも十分
な光増幅・光発振利得が得られる。更には、ファイバ化
によってコアに光が効率的に閉じ込められ、その光の損
失が極めて低いことから、低閾値で反転分布を形成する
ことができる。したがって、高利得のファイバ増幅器等
への応用が可能になるのである。
更に、上記の光ファイバは、一つの応用例として波長
1.3μｍ帯等のファイバ増幅器に使用することができ
る。
第５図に波長1.3μｍ帯のファイバ増幅器を示す。信
号光源11としては、レーザダイオードが使用されてい
る。この信号光源11の出力側には、光ファイバ18aの一
端が光学的に接続されており、この光ファイバ18aの他
端はカプラ13の入力側に接続されている。また、励起光
源であるレーザ光源12としては、Ti−サファイアレーザ
が使用されている。このレーザ光源12の出力側には、光
ファイバ19aの一端が光学的に接続されており、この光
ファイバ19aの他端はカプラ13の入力側に接続されてい
る。
カプラ13の出力側からは２本の光ファイバ18b、19bが
延び、一方の光ファイバ19bの終端は戻り光防止用のマ
ッチングオイル17に浸漬されており、他方の光ファイバ
18bの終端は光伝送路である光ファイバ10の一端にコネ
クタ等を介して接続されている。この光ファイバ10の他
端の出力側には光スペクトラムアナライザ15が設けられ
ており、これらの間にはフィルタ16が介在されている。
ここに、カプラ13は、２本の光ファイバ18、19の融着
延伸によって作製されたもので、このカプラ13とファイ
バ18a、18b、19a、19bとは光学手段を構成する。
また、光ファイバ10は長さ1mのSMファイバとした。ま
た、外径を125μｍとし、コア径を５μｍとした。ここ
でコアガラスとしては、ホストガラスとしてアルカリ元
素Rb又はCsの酸化物を含有すると共に、活性物質として
Nd3+を添加した珪酸塩系ガラスを用いた。
以下、第５図のファイバ増幅器の動作について簡単な
説明を行う。
レーザ光源12は、波長0.80μｍ帯の励起光を出力す
る。この励起光は、光ファイバ19aを介してカプラ13に
入射し、更に光ファイバ18bを介して光ファイバ10内に
入射する。励起光が入射する光ファイバ10のコアには活
性物質としてNd3+が添加されているため、この励起光に
よって所定の状態に励起されたNd3+は、波長1.3μｍ帯
の発光が可能な状態になる。
信号光源11から出力された波長1.3μｍ帯の信号光
は、光ファイバ18aを介してファイバカプラ13に入射す
る。カプラ13に入射した信号光は、レーザ光源12からの
励起光と結合されて光ファイバ10内に入射する。光ファ
イバ10に入射した信号光は、ポンピングされたNd3+を誘
導して波長1.3μｍ帯の誘導放出光を生じさせる。
光ファイバ10の出力側からは、励起光と増幅された信
号光とが出力されるが、これらのうち励起光について
は、フィルタ16によってカットされることとなる。この
ため、光スペクトラムアナライザ15には増幅された信号
光のみが入射することとなり、Nd3+を添加した光ファイ
バによる光増幅の利得が測定できる。
第６図は、第５図のファイバ増幅器について得られた
光増幅利得の測定結果を表にしたものである。
アルカリ元素の酸化物Ｒ′2Oとして、K2O、Rb2O及びC
s2Oを使用した。試料１〜試料４のコアガラスは次の組
成となるよう原料を調合し、これを白金ルツボ中で溶融
・急冷してガラス化したものである。
（試料１） 20Na2O−15Rb2O−65SiO2 （試料２） 20Na2O−15Cs2O−65SiO2 （試料３） 20Na2O−15K2O−65SiO2 （試料４） 20Na2O−15Li2O−65SiO2 なお、活性物質となるNd3+は、重量で1wt％の濃度と
なるように、原料段階で酸化物として調合した。
図から明らかなように、アルカリ元素としてRb及びCs
を使用した試料１及び試料２では、大きな利益が得られ
ることが分かる。一方、アルカリ元素としてＫ及びLiを
使用した試料３及び試料４では、利益が得られないか、
得られても小さくなることが分かる。
第７図は、アルカリ元素の酸化物Rb2Oと共にMgの酸化
物を添加したホストガラスを使用した場合の蛍光ピーク
等を示す。この場合、蛍光ピーク等の測定は、第５図の
ファイバ増幅器を用いて行った。試料５〜試料８のコア
ガラスは次の組成となるよう原料を調合し、これを白金
ルツボ中で溶融・急冷してガラス化したものである。
（試料５） 20Na2O−10Rb2O−10MgO−60SiO2 （試料６） 15Na2O−10Rb2O−10MgO−65SiO2 （試料７） 10Na2O−10Rb2O−10MgO−70SiO2 （試料８） 10Na2O−15Rb2O−10MgO−65SiO2 なお、活性物質となるNd3+は、重量で1wt％の濃度と
なるように、原料段階で酸化物として調合した。
図から明らかなように、アルカリ土類元素としてMgを
使用した試料５から試料８のいずれにおいても、ESAピ
ーク波長が1.344μｍ以上になっている。また、蛍光ピ
ークは、波長1.327μｍに固定されたままである。よっ
て、波長1.32μｍ帯近辺で大きな利得が得られるものと
考えられる。なおこの場合、ほとんどの試料で潮解性が
見られなかった。これらのガラスの耐候性も極めて良好
なものであった。例えば、試料５のコアガラスに使用す
るガラスをテストピークに加工しこれを室温の水に50hr
以上浸漬しても、重量減はまったく認められなかった。
以下、本発明のファイバレーザの実施例について説明
する。
第８図に、波長1.3μｍ帯のファイバレーザを示す。
レーザ光源12は、第５図のファイバ増幅器に使用した
もので、波長0.80μｍのTi−サファイアレーザである。
Nd3+を添加した光ファイバ10もまた上記ファイバ増幅器
に使用したものである。
レーザ光源12からの波長0.80μｍの励起光は、レン
ズ、光コネクタ等の適当な手段28によって、Nd3+を添加
した光ファイバ10の一端に入射する。この励起光により
光ファイバ内のNd3+が所定の状態に励起され、波長1.3
μｍ帯の発光が可能になる。ここで、光ファイバ10の入
・出力端を鏡面に仕上げているため、この入・出力端の
端面は共振器を構成する。この結果、励起光の出力が所
定値を超えると波長1.3μｍ帯のいずれかの波長でレー
ザ発振が生じる。
なお、本実施例の光ファイバではコアに使用するマト
リックスガラスとして珪酸塩系多成分ガラスを使用した
が、マトリックスガラスの組成はこれに限られるもので
はない。例えば、燐酸塩ガラス及び硼酸塩ガラス等を使
用或いは添加してもよい。
更に、ファイバレーザーに使用した共振器は、誘電体
ミラー等を使用するタイプのものであってもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明に用いられる光機能性ガ
ラスによれば、励起光の存在により1.3μｍ帯での発光
・光増幅が可能になり、或いはその発光・光増幅の効率
を高めることができる。更に、これをファイバ等に形成
することにより、低閾値で高利得のファイバ増幅器、フ
ァイバレーザ等に応用することができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は添加するアルカリの種類と珪酸塩ガラス中のNd
3+のエネルギー準位との関係を示した図、第２図はアル
カリの種類と燐酸塩ガラス中のNd3+のエネルギー準位と
の関係を示した図、第３図は添加するアルカリの種類と
Nd3+の蛍光寿命の関係を示した図、第４図は添加するア
ルカリ土類元素の種類とNd3+の蛍光寿命の関係を示した
図、第５図はファイバ増幅器の実施例を示した図、第６
図は第５図のファイバ増幅器のゲインを示した図、第７
図はMgOの添加で潮解性が改善されることを示した図、
第８図はファイバレーザの実施例を示した図である。 10……光ファイバ、12……励起用のレーザ光源、13、18
a、18b、19a、19b、28……光学手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｆ 1/35 ５０１ Ｇ０２Ｆ 1/35 ５０１ Ｈ０１Ｓ 3/05 Ｈ０１Ｓ 3/05 3/07 3/07 3/0915 3/091 Ｊ (72)発明者 千種 佳樹 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 渡辺 稔 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 宮島 義昭 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭48−11989（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−5343（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−7396（ＪＰ，Ｂ１) Ｓ．Ｇ．Ｇｒｕｂｂ ｅｔ ａｌ．, Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ ｓ，（ＵＫ），Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕ ｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，18ｔｈ Ｊａ ｎ．1990，Ｖｏｌ．26，Ｎｏ．２，ｐ. 121−122 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/35 G02F 1/355 C03C 1/00 - 14/00 H01S 3/00 - 3/30 G02B 6/00 - 6/44 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光機能性ガラスからなるコアと、該コアを
    取り囲み該コアより低い屈折率を有するクラッドとを備
    え、波長1.3μｍ帯の信号光を伝搬する光ファイバと、 波長0.8μｍ帯又はその近傍の帯域の励起光を発生する
    励起光源と、 該励起光を前記励起光源から前記光ファイバ内に入射さ
    せる光学手段とを備え、 前記光機能性ガラスは、Nd3+が活性物質としてホストガ
    ラスに添加されるとともに、前記ホストガラスが、その
    構成成分として、アルカリ元素Rb及び／又はCsの酸化物
    を含む酸化物系の光機能性ガラスであることを特徴とす
    るファイバ増幅器。
  2. 【請求項２】前記ホストガラスに対する前記アルカリ元
    素Rb及び／又はCsの酸化物の濃度が5mol％から45mol％
    であることを特徴とする請求項１に記載のファイバ増幅
    器。
  3. 【請求項３】前記ホストガラスは、その構成成分とし
    て、アルカリ土類元素の酸化物を含むことを特徴とする
    請求項１に記載のファイバ増幅器。
  4. 【請求項４】光機能性ガラスからなるコアと、該コアを
    取り囲み該コアより低い屈折率を有するクラッドとを備
    える光ファイバと、 波長0.8μｍ帯又はその近傍の帯域の励起光を発生する
    励起光源と、 該励起光を前記励起光源から前記光ファイバ内に入射さ
    せる光学手段とを備え、 前記光ファイバ内からの波長1.3μｍ帯の放射光を前記
    光ファイバにフィードバックする共振器構造が形成さ
    れ、 前記光機能性ガラスは、Nd3+が活性物質としてホストガ
    ラスに添加されるとともに、前記ホストガラスが、その
    構成成分として、アルカリ元素Rb及び／又はCsの酸化物
    を含む酸化物系の光機能性ガラスであることを特徴とす
    るファイバレーザ。
  5. 【請求項５】前記ホストガラスに対する前記アルカリ元
    素Rb及び／又はCsの酸化物の濃度が5mol％から45mol％
    であることを特徴とする請求項４に記載のファイバレー
    ザ。
  6. 【請求項６】前記ホストガラスは、その構成成分とし
    て、アルカリ土類元素の酸化物を含むことを特徴とする
    請求項４に記載のファイバレーザ。
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