JP3300608B2 - 増幅用光ファイバ - Google Patents
増幅用光ファイバInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘導放出現象を利
用して信号光を直接に増幅する増幅素子として使用され
る増幅用光ファイバに関する。
用して信号光を直接に増幅する増幅素子として使用され
る増幅用光ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、信号光を直接に増幅する増幅素
子として使用される増幅用光ファイバとしては、従来、
図２に示すような、ダブルクラッド型のものが提案され
ている。 このダブルクラッド型の増幅用光ファイバ
１'は、同図(a)に示すように、コア２の外周に、第１ク
ラッド４、および第２クラッド６が順次形成されてな
る。
子として使用される増幅用光ファイバとしては、従来、
図２に示すような、ダブルクラッド型のものが提案され
ている。 このダブルクラッド型の増幅用光ファイバ
１'は、同図(a)に示すように、コア２の外周に、第１ク
ラッド４、および第２クラッド６が順次形成されてな
る。
【０００３】コア２は石英系のもので、信号光に対して
シングルモードとなるようにその外径が設定され、その
コア２中には４準位系の希土類元素(たとえばＮdやＥr
など)がドープされている。また、第１クラッド４はコ
ア２と同じく石英系のもので、励起光に対してマルチモ
ードとなるようにコア２の断面積よりも十分に大きい断
面積を有している。さらに、第２クラッド６は、保護兼
光閉込用としてウレタンアクリレートやポリメチルメタ
アクリレートなどのような高分子樹脂が使用されてい
る。
シングルモードとなるようにその外径が設定され、その
コア２中には４準位系の希土類元素(たとえばＮdやＥr
など)がドープされている。また、第１クラッド４はコ
ア２と同じく石英系のもので、励起光に対してマルチモ
ードとなるようにコア２の断面積よりも十分に大きい断
面積を有している。さらに、第２クラッド６は、保護兼
光閉込用としてウレタンアクリレートやポリメチルメタ
アクリレートなどのような高分子樹脂が使用されてい
る。
【０００４】この増幅用光ファイバ１'の具体的な寸法
としては、たとえば、コア２の外径は１０μm程度、第
１クラッド４の外径は４００μm程度、第２クラッド６
の外径は４５０μm程度となっている。また、屈折率分
布は、同図(b)に示すように、コア２の部分が屈折率が
一番大きく、第１クラッド４、第２クラッド６になる
程、屈折率が次第に小さくなるように階段状に設定され
ている。たとえば、コア２の屈折率n2は１.４６３〜１.
４６７程度、第１クラッド４の屈折率n4は１.４５〜１.
４６程度、第２クラッド６の屈折率n6は１.４０程度と
なっている。
としては、たとえば、コア２の外径は１０μm程度、第
１クラッド４の外径は４００μm程度、第２クラッド６
の外径は４５０μm程度となっている。また、屈折率分
布は、同図(b)に示すように、コア２の部分が屈折率が
一番大きく、第１クラッド４、第２クラッド６になる
程、屈折率が次第に小さくなるように階段状に設定され
ている。たとえば、コア２の屈折率n2は１.４６３〜１.
４６７程度、第１クラッド４の屈折率n4は１.４５〜１.
４６程度、第２クラッド６の屈折率n6は１.４０程度と
なっている。
【０００５】この構成の増幅用光ファイバ１'におい
て、たとえば１.０６μm帯の信号光はコア２内に入射さ
れる一方、０.８０μm帯の励起光がコア２中だけでなく
第１クラッド４中にも入射される。そして、このコア２
および第１クラッド４中を伝搬する励起光によってコア
２がポンピングされて信号光が増幅される。
て、たとえば１.０６μm帯の信号光はコア２内に入射さ
れる一方、０.８０μm帯の励起光がコア２中だけでなく
第１クラッド４中にも入射される。そして、このコア２
および第１クラッド４中を伝搬する励起光によってコア
２がポンピングされて信号光が増幅される。
【０００６】このように、この構成の増幅用光ファイバ
１'では、コア２の周囲の比較的広い領域を占める第１
クラッド４中にも高出力の励起光を導入できるため、い
わゆる側方励起効果が得られ、一層効率良く光増幅を行
うことができるという利点がある。
１'では、コア２の周囲の比較的広い領域を占める第１
クラッド４中にも高出力の励起光を導入できるため、い
わゆる側方励起効果が得られ、一層効率良く光増幅を行
うことができるという利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な増幅用光ファイバ１'を用いて光増幅器を構成する場
合には、増幅用光ファイバ１'の外に、励起光源、合波
器、アイソレータ、フィルタ等の各種の光学素子を設
け、これらの光学素子を互いに光学的に結合する必要が
ある。したがって、増幅用光ファイバ１'についても、
その前後にたとえばアイソレータや合波器を接続するな
どの必要性が生じる。
な増幅用光ファイバ１'を用いて光増幅器を構成する場
合には、増幅用光ファイバ１'の外に、励起光源、合波
器、アイソレータ、フィルタ等の各種の光学素子を設
け、これらの光学素子を互いに光学的に結合する必要が
ある。したがって、増幅用光ファイバ１'についても、
その前後にたとえばアイソレータや合波器を接続するな
どの必要性が生じる。
【０００８】増幅用光ファイバ１'を光学素子とを結合
する場合、レンズ等を用いて空間的に結合するよりも、
光ファイバを用いて、その一端側を増幅用光ファイバ
に、他端側をアイソレータ等の光学素子にそれぞれ融着
接続して、端面反射等による接続損失の増加を極力低減
するのが好ましい。
する場合、レンズ等を用いて空間的に結合するよりも、
光ファイバを用いて、その一端側を増幅用光ファイバ
に、他端側をアイソレータ等の光学素子にそれぞれ融着
接続して、端面反射等による接続損失の増加を極力低減
するのが好ましい。
【０００９】このような増幅用光ファイバ１'と光学素
子とを結合するための光ファイバとしては、通常、図３
に示すようなシングルモードの石英系の通信用光ファイ
バ１０、たとえば、コア１２の外径が１０μm程度、ク
ラッド１４の外径が１２５μm程度のものが使用され
る。それは、通信用光ファイバ１０は、入手が簡単で、
単価も比較的安いことや、融着やコネクタ処理などの取
扱技術が一般的に確立している等の理由による。なお、
図３の符号１６は紫外線硬化樹脂等からなる保護層であ
る。
子とを結合するための光ファイバとしては、通常、図３
に示すようなシングルモードの石英系の通信用光ファイ
バ１０、たとえば、コア１２の外径が１０μm程度、ク
ラッド１４の外径が１２５μm程度のものが使用され
る。それは、通信用光ファイバ１０は、入手が簡単で、
単価も比較的安いことや、融着やコネクタ処理などの取
扱技術が一般的に確立している等の理由による。なお、
図３の符号１６は紫外線硬化樹脂等からなる保護層であ
る。
【００１０】しかし、ダブルクラッド型の増幅用光ファ
イバ１'と通信用光ファイバ１０とは、コア２，１２の
外径は同じ程度であっても、クラッド４，１４の外径が
大きく異なるために、両者を融着接続するのが困難であ
る。
イバ１'と通信用光ファイバ１０とは、コア２，１２の
外径は同じ程度であっても、クラッド４，１４の外径が
大きく異なるために、両者を融着接続するのが困難であ
る。
【００１１】すなわち、図２に示したダブルクラッド型
の増幅用光ファイバ１'と通信用光ファイバ１０の端面
同士を互いに融着接続しようとする場合、ダブルクラッ
ド型の増幅用光ファイバ１'の方が通信用光ファイバ１
０よりも全体の外径が大きい分だけ熱容量も大きく、し
たがって、同じ熱量を与えたときには、通信用光ファイ
バ１０の方が早く熔融してしまい、両者１'，１０を融
着できなくなる。
の増幅用光ファイバ１'と通信用光ファイバ１０の端面
同士を互いに融着接続しようとする場合、ダブルクラッ
ド型の増幅用光ファイバ１'の方が通信用光ファイバ１
０よりも全体の外径が大きい分だけ熱容量も大きく、し
たがって、同じ熱量を与えたときには、通信用光ファイ
バ１０の方が早く熔融してしまい、両者１'，１０を融
着できなくなる。
【００１２】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、ダブルクラッド型の増幅用光ファイバ
と、通常の通信用光ファイバとを容易に融着接続できる
ようにすることを課題とする。
なされたもので、ダブルクラッド型の増幅用光ファイバ
と、通常の通信用光ファイバとを容易に融着接続できる
ようにすることを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、シングルモードの石英系のコアの外周
に、マルチモードの第１、第２のクラッドが順次形成さ
れ、前記コアには希土類元素がドープされ、また、第１
クラッドよりも第２クラッドの屈折率が小さくなるよう
に設定されている、いわゆるダブルクラッド型の増幅用
光ファイバにおいて、次の構成を採用した。
解決するため、シングルモードの石英系のコアの外周
に、マルチモードの第１、第２のクラッドが順次形成さ
れ、前記コアには希土類元素がドープされ、また、第１
クラッドよりも第２クラッドの屈折率が小さくなるよう
に設定されている、いわゆるダブルクラッド型の増幅用
光ファイバにおいて、次の構成を採用した。
【００１４】すなわち、本発明では、第１クラッドは、
コアと同じ石英系の材料でできた内層の上に高分子樹脂
でできた外層が被覆されるとともに、内層と外層とは同
じ屈折率で、かつ内層の外径が通信用の光ファイバのク
ラッドの外径と略同一となるように設定されている。
コアと同じ石英系の材料でできた内層の上に高分子樹脂
でできた外層が被覆されるとともに、内層と外層とは同
じ屈折率で、かつ内層の外径が通信用の光ファイバのク
ラッドの外径と略同一となるように設定されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１(a)は本発明の実施形態に係
るダブルクラッド型の増幅用光ファイバの断面図、図１
(b)は同光ファイバの屈折率分布を示す図である。
るダブルクラッド型の増幅用光ファイバの断面図、図１
(b)は同光ファイバの屈折率分布を示す図である。
【００１６】この実施形態の増幅用光ファイバ１は、コ
ア２の外周に、第１クラッド４、および第２クラッド６
が順次形成されているが、第１クラッド４の構造が、図
２に示した従来例のものと異なっている。
ア２の外周に、第１クラッド４、および第２クラッド６
が順次形成されているが、第１クラッド４の構造が、図
２に示した従来例のものと異なっている。
【００１７】すなわち、コア２は、図２に示したものと
同じく石英系のもので、信号光に対してシングルモード
となるように設定され、そのコア２中には４準位系の希
土類元素(たとえばＮdなど)がドープされている。ま
た、第２クラッド６も図２に示したものと同じく、保護
兼光閉込用として紫外線硬化型樹脂などのような高分子
樹脂が使用されている。
同じく石英系のもので、信号光に対してシングルモード
となるように設定され、そのコア２中には４準位系の希
土類元素(たとえばＮdなど)がドープされている。ま
た、第２クラッド６も図２に示したものと同じく、保護
兼光閉込用として紫外線硬化型樹脂などのような高分子
樹脂が使用されている。
【００１８】これに対して、第１クラッド４は、励起光
に対してマルチモードとなるように全体としてコア２の
断面積よりも十分に大きい断面積を有している点は従来
と同じであるが、本例の場合、内層４aと外層４bとの２
層になっている点が従来の場合と基本的に相違してい
る。
に対してマルチモードとなるように全体としてコア２の
断面積よりも十分に大きい断面積を有している点は従来
と同じであるが、本例の場合、内層４aと外層４bとの２
層になっている点が従来の場合と基本的に相違してい
る。
【００１９】そして、内層４aは、コア２と同じ石英系
の材料でできており、また、この内層４aの上に被覆さ
れる外層４bは、第２クラッド６と同様な材質の高分子
樹脂、たとえばウレタンアクリレートやポリメチルメタ
アクリレート等を被覆したものである。しかも、本例で
は、内層４aと外層４bとは同じ屈折率で、かつ内層４a
の外径は図３に示した通信用光ファイバ１０のクラッド
１４の外径と略同一となるように設定されている。
の材料でできており、また、この内層４aの上に被覆さ
れる外層４bは、第２クラッド６と同様な材質の高分子
樹脂、たとえばウレタンアクリレートやポリメチルメタ
アクリレート等を被覆したものである。しかも、本例で
は、内層４aと外層４bとは同じ屈折率で、かつ内層４a
の外径は図３に示した通信用光ファイバ１０のクラッド
１４の外径と略同一となるように設定されている。
【００２０】この増幅用光ファイバ１の具体的な寸法と
しては、たとえば、コア２の外径は１０μm程度、第１
クラッド４の内層４aの外径は通信用の光ファイバ１０
のクラッド１４の外径と略同一の１２５μm程度、外層
４bの外径は４００μm程度、第２クラッド６の外径は４
５０μm程度となっている。また、屈折率分布は、同図
(b)に示すように、たとえば、コア２の屈折率n2は１.４
６３〜１.４６７程度、第１クラッド４の内層４aと外層
４bの屈折率n4a，n4bは同じ１.４５〜１.４６程度、第
２クラッド６の屈折率n6は１.４０程度となっている。
しては、たとえば、コア２の外径は１０μm程度、第１
クラッド４の内層４aの外径は通信用の光ファイバ１０
のクラッド１４の外径と略同一の１２５μm程度、外層
４bの外径は４００μm程度、第２クラッド６の外径は４
５０μm程度となっている。また、屈折率分布は、同図
(b)に示すように、たとえば、コア２の屈折率n2は１.４
６３〜１.４６７程度、第１クラッド４の内層４aと外層
４bの屈折率n4a，n4bは同じ１.４５〜１.４６程度、第
２クラッド６の屈折率n6は１.４０程度となっている。
【００２１】第１クラッド４の内層４aと外層４bとを略
同じ屈折率n4a，n4bの値となるようにするには、たとえ
ば、外層４bの材料となっている高分子樹脂について
は、重水素を添加して屈折率を上げたり、あるいはフッ
素を添加して屈折率を下げるなどして調整される。
同じ屈折率n4a，n4bの値となるようにするには、たとえ
ば、外層４bの材料となっている高分子樹脂について
は、重水素を添加して屈折率を上げたり、あるいはフッ
素を添加して屈折率を下げるなどして調整される。
【００２２】この構成の増幅用光ファイバ１において
は、第１クラッド４の内層４aと外層４bの屈折率は同じ
であるから、光学的には、図２に示した構成の第１クラ
ッド４のものと等価であり、内層４aおよび外層４bに高
出力の励起光を導入できるため、いわゆる側方励起効果
が得られ、効率良く光増幅を行うことができる。
は、第１クラッド４の内層４aと外層４bの屈折率は同じ
であるから、光学的には、図２に示した構成の第１クラ
ッド４のものと等価であり、内層４aおよび外層４bに高
出力の励起光を導入できるため、いわゆる側方励起効果
が得られ、効率良く光増幅を行うことができる。
【００２３】また、図１に示すダブルクラッド型の増幅
用光ファイバ１と、図３に示す通信用光ファイバ１０の
端面同士を互いに融着接続する場合には、ダブルクラッ
ド型の増幅用光ファイバ１について、第２クラッド６お
よび第１クラッド４の外層４bを構成する高分子樹脂を
溶剤で溶かしたり、あるいは、高分子樹脂が軟化する程
度に加熱してからこれを機械的に取り除いて、第１クラ
ッド４の内層４aを露出させる。
用光ファイバ１と、図３に示す通信用光ファイバ１０の
端面同士を互いに融着接続する場合には、ダブルクラッ
ド型の増幅用光ファイバ１について、第２クラッド６お
よび第１クラッド４の外層４bを構成する高分子樹脂を
溶剤で溶かしたり、あるいは、高分子樹脂が軟化する程
度に加熱してからこれを機械的に取り除いて、第１クラ
ッド４の内層４aを露出させる。
【００２４】このようにすれば、露出した第１クラッド
４の内層４aは石英系のものであり、かつ、その外径は
通信用光ファイバ１０のクラッド１４の外径と略一致す
るので、両者の熱容量に殆ど差が無くなる。したがっ
て、同じ熱量を与えたときには、同じ軟化度合いとなる
ため、両者１，１０の端面を良好に融着することができ
る。
４の内層４aは石英系のものであり、かつ、その外径は
通信用光ファイバ１０のクラッド１４の外径と略一致す
るので、両者の熱容量に殆ど差が無くなる。したがっ
て、同じ熱量を与えたときには、同じ軟化度合いとなる
ため、両者１，１０の端面を良好に融着することができ
る。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、ダブルクラッド型の増
幅用光ファイバにおいて、通常の通信用光ファイバを容
易に融着接続することができる。したがって、増幅用光
ファイバを増幅素子とした光増幅器を一層容易に組み立
てることができる。
幅用光ファイバにおいて、通常の通信用光ファイバを容
易に融着接続することができる。したがって、増幅用光
ファイバを増幅素子とした光増幅器を一層容易に組み立
てることができる。
【図１】本発明の実施形態に係るダブルクラッド型の増
幅用光ファイバを示す図で、同図(a)は断面図、同図(b)
は屈折率分布を示す図である。
幅用光ファイバを示す図で、同図(a)は断面図、同図(b)
は屈折率分布を示す図である。
【図２】従来技術に係るダブルクラッド型の増幅用光フ
ァイバを示す図で、同図(a)は断面図、同図(b)は屈折率
分布を示す図である。
ァイバを示す図で、同図(a)は断面図、同図(b)は屈折率
分布を示す図である。
【図３】通信用ファイバの断面図である。
１…増幅用光ファイバ、２…コア、４…第１クラッド、
４a…内層、４b…外層、６…第２クラッド。
４a…内層、４b…外層、６…第２クラッド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 俊央 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電 線工業株式会社伊丹製作所内 (56)参考文献 特開 平５−79845（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−229223（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−283789（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−24443（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−200208（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/00 - 3/30 G02B 6/22 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】 シングルモードの石英系のコアの外周
に、マルチモードの第１、第２のクラッドが順次形成さ
れ、前記コアには希土類元素がドープされ、また、第１
クラッドよりも第２クラッドの屈折率が小さくなるよう
に設定されている増幅用光ファイバにおいて、 前記第１クラッドは、コアと同じ石英系の材料でできた
内層の上に高分子樹脂でできた外層が被覆されるととも
に、内層と外層とは同じ屈折率で、かつ内層の外径が通
信用の光ファイバのクラッドの外径と略同一となるよう
に設定されていることを特徴とする増幅用光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20572896A JP3300608B2 (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | 増幅用光ファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20572896A JP3300608B2 (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | 増幅用光ファイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1051050A JPH1051050A (ja) | 1998-02-20 |
| JP3300608B2 true JP3300608B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=16511701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20572896A Expired - Fee Related JP3300608B2 (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | 増幅用光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3300608B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000252559A (ja) | 1999-03-01 | 2000-09-14 | Nec Corp | ダブルクラッドファイバおよび光ファイバアンプ |
-
1996
- 1996-08-05 JP JP20572896A patent/JP3300608B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1051050A (ja) | 1998-02-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |