JP3301043B2 - Garnet waveguide and method of using garnet waveguide - Google Patents

Garnet waveguide and method of using garnet waveguide

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JP3301043B2
JP3301043B2 JP03308493A JP3308493A JP3301043B2 JP 3301043 B2 JP3301043 B2 JP 3301043B2 JP 03308493 A JP03308493 A JP 03308493A JP 3308493 A JP3308493 A JP 3308493A JP 3301043 B2 JP3301043 B2 JP 3301043B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガーネット導波路及び
ガーネット導波路の使用方法に関する。
The present invention relates to a garnet waveguide and a garnet waveguide.
The present invention relates to a method for using a garnet waveguide .

【0002】[0002]

【従来の技術】波長1.31μmおよび1.55μmの赤外
光は、光通信用の信号光として用いられている。例えば
通信網を形成する場合、幹線から局へ、局から各加入者
に向かってファイバケーブルが枝分かれするため、信号
光の強度が枝分かれした回数で除した分小さくなる。こ
の際、信号光の強度が、受光素子の検出感度より小さく
なると、受信できなくなるため、一定の回数の枝分かれ
をした所で、信号の増幅を行なう必要が生ずる。
2. Description of the Related Art Infrared light having wavelengths of 1.31 μm and 1.55 μm is used as signal light for optical communication. For example, when a communication network is formed, the fiber cable branches from the trunk line to the station and from the station to each subscriber. Therefore, the intensity of the signal light is reduced by the number of times of branching. At this time, if the intensity of the signal light is lower than the detection sensitivity of the light receiving element, the signal cannot be received. Therefore, it is necessary to amplify the signal after branching a certain number of times.

【0003】従来から、この様な信号の増幅を行なうの
に用いられてきた方法は、一旦光信号を受光素子で電気
信号に変換し、その信号を電気的に処理した後再び光信
号に変換すると言うものが主流である。しかし、この手
法によれば、高速で信号の伝送を行なうのに、信号処理
を行なう分だけ時間遅延が生じ、光通信の指向する超高
速通信には不向きである。
Conventionally, a method used to amplify such a signal is to convert an optical signal into an electric signal by a light receiving element, electrically process the signal, and then convert the signal to an optical signal again. That is the mainstream. However, according to this method, a signal is transmitted at a high speed, but a time delay is caused by the amount of signal processing, which is not suitable for ultra-high-speed communication in which optical communication is oriented.

【0004】このため、最近、光信号を光のまま直接増
幅するための試みがなされてきている。
[0004] For this reason, recently, attempts have been made to directly amplify an optical signal as light.

【0005】これらの手法は、硝子や光学結晶(ホスト
材料)に赤外領域で蛍光を示す希土類元素(プラセオジ
ム,ネオジム,エルビウムなど)やクロム等を分散さ
せ、信号光と励起光を同時に入射させ、活性イオンの電
子が励起光を吸収して信号光と同波長の発光をする際
に、信号光を種として増幅作用が生ずることを原理とし
ている。
In these techniques, rare earth elements (such as praseodymium, neodymium, and erbium) or chromium that exhibit fluorescence in the infrared region are dispersed in glass or optical crystal (host material), and signal light and excitation light are simultaneously incident. When electrons of active ions absorb the excitation light and emit light having the same wavelength as the signal light, the principle is that an amplification action is generated using the signal light as a seed.

【0006】従来から試みられている直接光増幅の問題
点に次のものがある。先ず、硝子を用いた場合には、通
常はファイバを用いるが、活性イオンの添加量を大きく
することが困難であるため、単位長さ当たりの蛍光の効
率が低くなり、増幅利得を大きくするためには十分な長
さを持ったファイバ型増幅器が必要になる。このため、
増幅器の高性能化に伴い、増幅器が大型化すると同時
に、ファイバ型部品を使用するため、価格も高くなる。
[0006] Problems with direct optical amplification that have been attempted in the past include the following. First, when glass is used, a fiber is usually used, but it is difficult to increase the amount of active ions added, so that the efficiency of fluorescence per unit length is reduced and the amplification gain is increased. Requires a fiber amplifier of sufficient length. For this reason,
As the performance of the amplifier becomes higher, the size of the amplifier becomes larger, and at the same time, the price becomes higher because a fiber type component is used.

【0007】さらに、ファイバ型増幅器においては、蛍
光を生ずるための励起光源に高価格のレーザダイオード
を使用しなければならないという欠点もある。
Further, the fiber amplifier has a disadvantage that an expensive laser diode must be used as an excitation light source for generating fluorescence.

【0008】大型・高価格・高性能の増幅器は、中継局
等で用いることを前提として開発されつつあり、各家庭
近くにおいて使用する小型・低価格で必要最小限の性能
を要求される増幅器とは種を異にするものである。
[0008] Large-sized, high-priced, high-performance amplifiers are being developed on the premise that they are used in relay stations and the like. Are of different species.

【0009】このため、各家庭近傍で使用する光増幅器
には、蛍光の効率を高くできる光学結晶を用いて小型化
し、信号光と励起光を同時に入力するのに用いる方向性
結合器等にはリソグラフィ技術により形成した平面型光
回路部品を用い、励起用光源としては、廉価な0.81μ
mのGaAlAs LD等を用いて低価格化を図ること
が考えられる。
For this reason, optical amplifiers used near homes are miniaturized by using optical crystals that can increase the efficiency of fluorescence, and directional couplers used for simultaneously inputting signal light and pump light are used for optical amplifiers and the like. Using a planar optical circuit component formed by lithography technology, an inexpensive 0.81μ
It is conceivable to reduce the cost by using a GaAlAs LD of m.

【0010】これまで、結晶の端面をミラーにして共振
器を構成することにより、増幅と同様に蛍光を利用し
て、固体レーザとして動作あるいはその可能性を示した
ものに、活性イオンとしてネオジム,ホルミウム,エル
ビウム,ツリウムおよびクロムの3価のイオンを添加し
たイットリウムアルミガーネット(YAG),ガドリニ
ウムガリウムガーネット(GGG),リチウムナイオベ
ート,イットリウムアルミネート等がある。これらは、
結晶中に配列した活性イオンの電子が結晶場の作用によ
り高効率で発光することで、ファイバ型増幅器に比較し
て、十分短い長さで光の増幅が生ずる。
Heretofore, by constructing a resonator by using the end face of the crystal as a mirror, and utilizing fluorescence as in the case of amplification, a solid-state laser has been operated or has been shown to have the possibility. Yttrium aluminum garnet (YAG) to which trivalent ions of holmium, erbium, thulium and chromium are added, gadolinium gallium garnet (GGG), lithium niobate, yttrium aluminate and the like. They are,
Since the electrons of active ions arranged in the crystal emit light with high efficiency by the action of the crystal field, light is amplified in a sufficiently short length as compared with the fiber amplifier.

【0011】しかし、通信に用いられる波長が、1.3μ
m帯域では1.31±0.02μmとその中心が1.31μm
であるのに対して、例えばネオジム置換の光学結晶を用
いると中心波長は1.32〜1.33μmであり、しかも利
得帯域幅積が大きくないため、短めの波長の信号に対し
ては必要最小限度の利得が得られないこともある。他の
3価の活性イオンについても同様に結晶場特有の作用に
より、蛍光は波長に対して鋭いピークを持ち、帯域幅が
狭くなる。すなわち、従来から検討されている光学結晶
に3価の活性イオンを添加した材料では、必要最小限の
性能が得られない可能性がある。
However, the wavelength used for communication is 1.3 μm.
In the m band, 1.31 ± 0.02 μm and its center is 1.31 μm
On the other hand, for example, when a neodymium-substituted optical crystal is used, the center wavelength is 1.32 to 1.33 μm, and the gain bandwidth product is not large. In some cases, a limited gain may not be obtained. Similarly for other trivalent active ions, the fluorescence has a sharp peak with respect to the wavelength due to the action peculiar to the crystal field, and the bandwidth is narrowed. That is, a material obtained by adding a trivalent active ion to an optical crystal that has been conventionally studied may not be able to obtain the required minimum performance.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、これらの従
来から検討されている光増幅器材料の持つ問題点を解決
しうる材料として、クロムの4価のイオンを活性イオン
として持たせたガーネット結晶がある。それは、4価の
クロムイオンは、1.3μmから1.6μmの広帯域で蛍光
を生ずるからである。しかしながら、クロムはただ単に
ガーネットのガリウムやアルミニウムあるいは鉄の8面
体配位を置換させただけでは価数は3価となることが知
られている。そこで、通常はクロムを4価にするために
カルシウム等の2価のイオンを導入して電価補償をする
ことが考えられる。
By the way, as a material which can solve the problems of the optical amplifier materials which have been conventionally studied, there is a garnet crystal having chromium tetravalent ions as active ions. . This is because tetravalent chromium ions generate fluorescence in a broad band from 1.3 μm to 1.6 μm. However, it is known that chromium becomes trivalent simply by replacing the octahedral coordination of gallium, aluminum or iron of garnet. Therefore, usually, it is conceivable to introduce divalent ions such as calcium to make chromium tetravalent to compensate for the charge.

【0013】また、電価補償によりクロムイオンを4価
にできた場合でも次の問題が残る。それは、4価のクロ
ムイオンを励起する光源に起因するものと、クロムイオ
ンの吸収端に起因するものである。
[0013] Even if chromium ions can be made tetravalent by charge compensation, the following problem remains. It is attributable to a light source that excites tetravalent chromium ions and to an absorption edge of chromium ions.

【0014】4価のクロムイオンは波長1μm近辺に吸
収ピークを持っており、高効率で励起するためにはその
波長の光源が必要である。現在その波長領域で発振する
レーザとしては、0.98μmおよび1.1μmのLD,Y
AGレーザ,チタン・サファイアレーザがある。これら
のLDは小型であるが、高価である。また、YAGレー
ザ,チタン・サファイアレーザは高価である上に大型で
ある。すなわち、小型・低価格の増幅器を構成するには
不利である。また、4価のクロムイオンは広帯域の蛍光
を示すものの、吸収端が1.3μmをやや上回る波長まで
伸びており1.3μm帯域での増幅率が下がると言う欠点
もある。
The tetravalent chromium ion has an absorption peak near a wavelength of 1 μm, and a light source of that wavelength is required for highly efficient excitation. Currently, lasers oscillating in the wavelength region include LD, Y of 0.98 μm and 1.1 μm.
There are AG laser and titanium sapphire laser. These LDs are small but expensive. YAG lasers and titanium sapphire lasers are expensive and large. That is, it is disadvantageous to construct a small and low-priced amplifier. Further, although tetravalent chromium ions exhibit broadband fluorescence, there is a disadvantage that the absorption edge extends to a wavelength slightly higher than 1.3 μm, and the amplification factor in the 1.3 μm band decreases.

【0015】本発明は、このような問題点を解決すべ
く、4価のクロムイオンを効率よく励起し、かつ1.3μ
m帯域の増幅率を低下させないガーネット結晶を用いた
ガーネット導波路及びガーネット導波路の使用方法を提
供することを目的とする。
According to the present invention, to solve such a problem, tetravalent chromium ions are efficiently excited and 1.3 μm
It is an object of the present invention to provide a garnet waveguide using a garnet crystal that does not reduce the amplification factor of the m band and a method of using the garnet waveguide .

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明のガーネット導波路は、ガーネット結晶膜を導波路の
コアとするガーネット導波路であって、 上記ガーネット
結晶膜が、一般式R3512(ここで、Rはイットリウ
ムまたはビスマス,および3価の価数を有するネオジム
以外の希土類元素のいずれか一種を表し、Bはアルミニ
ウム,ガリウム,スカンジウムおよび鉄のいずれか一種
を表す。)で示されるガーネット結晶であり、上記一般
式中Bの一部をクロムで置換すると共に、上記一般式中
の一部をネオジムで置換し、且つ上記置換したクロム
の価数を制御するために上記一般式中Rの一部をベリリ
ウム,カルシウム,マグネシウム,ストロンチウムの中
から選ばれた一種以上の元素で置換してなることを特徴
とする。また、上記構成において上記クロム,ネオジ
ム,ベリリウム,カルシウム,マグネシウム,ストロン
チウムの置換量が2mol%以下としてもよい。一方、
本発明のガーネット導波路の使用方法は、請求項1又は
請求項2のガーネット導波路に対し、0.81μmの励起
光及び1.3μm域の信号光を入力し、上記1.3μm
域の信号光を増幅することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a garnet waveguide, comprising:
A garnet waveguide serving as a core, wherein the garnet is
The crystal film has a general formula R 3 B 5 O 12 (where R represents any one of yttrium or bismuth and a rare earth element other than neodymium having a valence of 3, and B represents aluminum, gallium, scandium and represents any kind of iron.) a garnet crystal represented by, while replacing a part of the general formula B in chromium, in the above general formula
In order to control the valence of substituted chromium by substituting a part of R with neodymium, a part of R in the above general formula is at least one element selected from beryllium, calcium, magnesium and strontium. It is characterized by being replaced . Further, in the above configuration, the substitution amount of chromium, neodymium, beryllium, calcium, magnesium, and strontium may be 2 mol% or less. on the other hand,
The method of using the garnet waveguide according to the present invention is as follows. A 0.81 μm pump light and a 1.3 μm signal light are input to the garnet waveguide according to claim 1 or 2.
It is characterized in that the signal light in the region is amplified.

【0017】すなわち、本発明は、4価のクロムイオン
を生成するためにベリリウム,カルシウム,マグネシウ
ム,ストロンチウムから選ばれた2価のイオンを導入し
て電気的中性条件を満足させるだけでなく、さらに希土
類元素の一部をネオジムに置換することにより、3価の
ネオジムイオンの蛍光を利用して、例えば低価格の0.8
1μm波長のアルミ・ガリウム・砒素LDによりまずネ
オジムイオンを励起して高効率で1.06μmの蛍光を生
じさせている。
That is, the present invention not only satisfies the electric neutral condition by introducing divalent ions selected from beryllium, calcium, magnesium and strontium to generate tetravalent chromium ions, Further, by substituting a part of the rare earth element with neodymium, the low-priced 0.8 is utilized by utilizing the fluorescence of trivalent neodymium ions.
First, neodymium ions are excited by an aluminum / gallium / arsenic LD having a wavelength of 1 μm to generate 1.06 μm fluorescence with high efficiency.

【0018】また、1.06μmの発光は、4価のクロム
イオンを高効率で励起できるので1.3μmから1.6μm
までの広い波長領域で増幅が可能となる。
The emission of 1.06 μm can excite tetravalent chromium ions with high efficiency.
Amplification is possible in a wide wavelength range up to.

【0019】一方、クロムイオンの吸収端となる1.3μ
mの領域においては、ネオジムイオンも蛍光を示す(1.
06μmに対して約30%以下程度の強度)ので、増幅
率の低下を防止することができる。
On the other hand, 1.3 .mu.
In the region of m, neodymium ions also show fluorescence (1.
(Intensity of about 30% or less with respect to 06 μm), it is possible to prevent a decrease in amplification factor.

【0020】本発明で、クロム,ネオジムおよびアルカ
リ土類金属の置換量としては、効率及び自己消光の観点
から2mol%以下程度が望ましい。
In the present invention, the replacement amount of chromium, neodymium and alkaline earth metal is preferably about 2 mol% or less from the viewpoint of efficiency and self-quenching.

【0021】[0021]

【実施例】以下に、本発明を具体的実施例に基づいて説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されないこと
は勿論である。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to specific examples, but it is needless to say that the present invention is not limited to these examples.

【0022】(実施例1)直径2インチ(約50mm)で
厚さ0.4mmのイットリウムアルミニウムガーネット基板
(YAG基板[111]方位で鏡面仕上げ)を用意し
て、アルミニウムの4面体配位の一部(2mol%)を
クロムイオンに置換し、イットリウムの2mol%をネ
オジムに置換し、クロムイオンを4価に制御するためイ
ットリウムの2mol%をカルシウムに置換し、さらに
格子定数を基板とほぼ一致させるためにイットリウムの
一部をビスマスあるいは希土類元素(ランタン,セリウ
ム,プラセオジム,サマリウム,ユーロピウム,ガドリ
ニウム,テルビウム,ジスプロシウム,ホルミウム,エ
ルビウム,ツリウム,イッテルビウム,ルテチウム)に
置換し、導波構造を得るためにアルミニウムの一部をガ
リウムに置換して屈折率を制御した置換型YAG結晶膜
を酸化鉛と酸化ボロンを融剤とする液相エピタキシャル
成長法により、約1000℃の成長温度で約4μmの厚
さに形成した。
(Example 1) An yttrium aluminum garnet substrate having a diameter of 2 inches (about 50 mm) and a thickness of 0.4 mm (mirror-finished in the [111] direction of a YAG substrate) was prepared, and one of tetrahedral coordination of aluminum was prepared. Part (2 mol%) is replaced by chromium ion, 2 mol% of yttrium is replaced by neodymium, 2 mol% of yttrium is replaced by calcium in order to control chromium ion to be tetravalent, and the lattice constant is made substantially equal to that of the substrate. For this purpose, part of yttrium is replaced by bismuth or a rare earth element (lanthanum, cerium, praseodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium) to obtain a waveguide structure. Replaces part of gallium with gallium The liquid phase epitaxial growth method with flux boron oxide and lead oxide control was substituted YAG crystal film was formed to a thickness of about 4μm at a growth temperature of about 1000 ° C..

【0023】これらの結晶膜はそのままでも基板に対し
てわずかに屈折率が大きくなっており(約1%),導波
構造となっていたが、さらに光の閉じ込めを改善するた
めに、イオンビームエッチング法を用いて約4μm幅の
リッジ(高さは結晶膜の膜厚に等しくした。)を形成
し、その上に基板結晶と同じYAG結晶を液相エピタキ
シャル成長法により約10μmの厚さに形成して埋め込
み導波路を作製した。
These crystal films have a slightly higher refractive index (about 1%) with respect to the substrate as they are, and have a waveguide structure. However, in order to further improve light confinement, an ion beam is used. A ridge having a width of about 4 μm (having a height equal to the thickness of the crystal film) is formed by etching, and a YAG crystal same as the substrate crystal is formed thereon by liquid phase epitaxial growth to a thickness of about 10 μm. Thus, a buried waveguide was produced.

【0024】これらの埋め込み導波路を約10mmの長さ
に切りだし、端面を光学研磨して、特性を調べたとこ
ろ、3価のネオジムイオンと4価のクロムイオンの効果
により、0.81μmの励起光で1.3〜1.6μmの波長領
域で、図1に示すように、良好な増幅特性を示し、利得
は約15dB以上であった。1.3μm近傍においてもネ
オジムイオンの発光により特性は落ちていないことが確
認された(図1における1.3μm域の山はネオジムイオ
ンの増幅作用による)。また導波損失は、0.2dB/cm
以下であった。
These buried waveguides were cut to a length of about 10 mm, and the end faces were optically polished and the characteristics thereof were examined. As a result, due to the effect of trivalent neodymium ions and tetravalent chromium ions, 0.81 μm was obtained. In the wavelength region of 1.3 to 1.6 μm with the excitation light, as shown in FIG. 1, good amplification characteristics were exhibited, and the gain was about 15 dB or more. It was confirmed that the characteristics did not deteriorate due to the emission of neodymium ions even in the vicinity of 1.3 μm (the peaks in the 1.3 μm region in FIG. 1 are due to the neodymium ion amplification action). The waveguide loss is 0.2 dB / cm.
It was below.

【0025】(実施例2) 実施例1と同様に操作して、実施例1に対してクロム,
ネオジムアルカリ土類金属の置換量を0.5mol%に選
び、クロムイオンの価数を制御するための2価イオンに
ベリリウム,マグネシウム,ストロンチウムを選んだ置
換型ガーネット結晶膜を、酸化鉛と酸化ボロンとを融剤
とする液相エピタキシャル成長法により、約1000℃
の成長温度で約4μmの厚さに形成した。格子定数の制
御は実施例1と同じく、希土類元素の置換により行な
い、屈折率制御はアルミをガリウムあるいはスカンジ
ウムに置換することにより行なった。
(Example 2) By operating in the same manner as in Example 1, chromium,
The substitution amount of the neodymium alkaline earth metal is set to 0.5 mol%, and the substitutional garnet crystal film in which beryllium, magnesium, and strontium are selected as divalent ions for controlling the valence of chromium ions is formed of lead oxide and boron oxide. About 1000 ° C. by a liquid phase epitaxial growth method using
At a growth temperature of about 4 μm. As in Example 1, the lattice constant was controlled by substituting a rare earth element, and the refractive index was controlled by substituting aluminum with gallium or scandium.

【0026】これらの結晶膜は実施例1と同様にそのま
までも基板に対してわずかに屈折率が大きくなっており
(約2%),導波構造となっていたが、さらに光の閉じ
込めを改善するために、実施例1と同様にして、イオン
ビームエッチング法を用いて約4μm幅のリッジ(高さ
は結晶膜の膜厚に等しくした)を形成し、その上に基板
結晶と同じYAG結晶を液相エピタキシャル成長法によ
り約13μmの厚さに形成して埋め込み導波路を作製し
た。
Although these crystal films had a slightly higher refractive index (about 2%) with respect to the substrate as they were in the same manner as in Example 1, they had a waveguide structure, but further improved light confinement. For this purpose, a ridge having a width of about 4 μm (having a height equal to the thickness of the crystal film) is formed by ion beam etching in the same manner as in Example 1, and the same YAG crystal as the substrate crystal is formed thereon. Was formed to a thickness of about 13 μm by a liquid phase epitaxial growth method to produce a buried waveguide.

【0027】これらの埋め込み導波路を約10mmの長さ
に切りだし、端面を光学研磨して、特性を調べたとこ
ろ、1.3〜1.6μmの波長領域で0.81μmのポンピン
グ光に対して約1.3dB/mW以上の増幅特性を示し、
利得は約25dB以上であった。また導波損失は、0.1
dB/cm以下であった。
These buried waveguides were cut to a length of about 10 mm, and the end faces were optically polished and the characteristics were examined. As a result, pumping light of 0.81 μm in a wavelength region of 1.3 to 1.6 μm was obtained. Shows an amplification characteristic of about 1.3 dB / mW or more,
The gain was about 25 dB or more. The waveguide loss is 0.1
It was less than dB / cm.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
3価のネオジムイオンの1.06μmおよび1.3の蛍光を
利用することにより、低価格の0.81μmのLDを用い
て、4価のクロムイオンを活性化するとともに、1.3μ
mでの4価のクロムイオンの励起光吸収を補償して1.3
〜1.6μmの広帯域の光増幅が可能となる導波路デバイ
スが提供でき産業上の利点が大きいものである。
As described above, according to the present invention,
By utilizing the 1.06 μm and 1.3 fluorescence of trivalent neodymium ion, tetravalent chromium ion can be activated and 1.3 μm using low-cost 0.81 μm LD.
Compensate for the excitation light absorption of tetravalent chromium ions at 1.3 m
A waveguide device capable of amplifying a wide band of up to 1.6 μm can be provided, which has great industrial advantages.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるガーネット導波路の光増幅特性の
一例を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing an example of an optical amplification characteristic of a garnet waveguide according to the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−358130(JP,A) Brian M.et al.,Co loration of chromi um−doped yttrium a luminium garnet si ngle−crystal fiber s using a divalent codopan,J.Appl.Ph ys.,Vol.70,No.7,pp. 3775−3777. (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 3/00 - 3/30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-4-358130 (JP, A) Brian M. et al. , Color of chromium-doped yttrium a luminium garnet single-crystal fiber using a divergent codope, J. et al. Appl. Phys. , Vol. 70, No. 7, pp. 3775-3777. (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01S 3/00-3/30

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ガーネット結晶膜を導波路のコアとす
るガーネット導波路であって、 上記ガーネット結晶膜が、 一般式R3512(ここで、Rはイットリウムまたはビ
スマス,および3価の価数を有するネオジム以外の希土
類元素のいずれか一種を表し、Bはアルミニウム,ガリ
ウム,スカンジウムおよび鉄のいずれか一種を表す。)
で示されるガーネット結晶であり、 上記一般式中Bの一部をクロムで置換すると共に、 上記一般式中の一部をネオジムで置換し、且つ上記置
換したクロムの価数を制御するために上記一般式中Rの
一部をベリリウム,カルシウム,マグネシウム,ストロ
ンチウムの中から選ばれた一種以上の元素で置換してな
ことを特徴とするガーネット導波路。
A garnet crystal film is used as a core of a waveguide.
A garnet waveguide that, the garnet crystal film, the general formula R 3 B 5 O 12 (wherein, R represents yttrium or bismuth, and trivalent either one rare earth element other than neodymium having a valence And B represents any one of aluminum, gallium, scandium and iron.)
A garnet crystal represented by the formula: wherein a part of B in the above general formula is substituted with chromium, and a part of R in the above general formula is substituted with neodymium, and the valence of the substituted chromium is controlled. In the above general formula, a part of R is not replaced by one or more elements selected from beryllium, calcium, magnesium, and strontium.
Garnet waveguide, characterized in that that.
【請求項2】 請求項1において、上記クロム,ネオ
ジム,ベリリウム,カルシウム,マグネシウム,ストロ
ンチウムの置換量が2mol%以下であることを特徴と
するガーネット導波路。
2. The garnet waveguide according to claim 1, wherein the substitution amount of chromium, neodymium, beryllium, calcium, magnesium, and strontium is 2 mol% or less.
【請求項3】 請求項1又は請求項2のガーネット導
波路に対し、0.81μmの励起光及び1.3μm域の信
号光を入力し、上記1.3μm域の信号光を増幅するこ
とを特徴とするガーネット導波路の使用方法。
3. A garnet waveguide according to claim 1 or 2, wherein 0.81 μm of pump light and 1.3 μm signal light are input to amplify the 1.3 μm signal light. Characteristic usage of garnet waveguide.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Brian M.et al.,Coloration of chromium−doped yttrium aluminium garnet single−crystal fibers using a divalent codopan,J.Appl.Phys.,Vol.70,No.7,pp.3775−3777.

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