JP3346531B2 - フッ化物ガラス組成物 - Google Patents
フッ化物ガラス組成物Info
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- JP3346531B2 JP3346531B2 JP15953597A JP15953597A JP3346531B2 JP 3346531 B2 JP3346531 B2 JP 3346531B2 JP 15953597 A JP15953597 A JP 15953597A JP 15953597 A JP15953597 A JP 15953597A JP 3346531 B2 JP3346531 B2 JP 3346531B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/32—Non-oxide glass compositions, e.g. binary or ternary halides, sulfides or nitrides of germanium, selenium or tellurium
- C03C3/325—Fluoride glasses
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光増幅器用または
レーザー用に使用されるフッ化物ガラス組成物に関する
ものである。
レーザー用に使用されるフッ化物ガラス組成物に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｅｒを活性イオンとして添加した石英系
ガラスファイバーは、１.５μｍ帯の光信号を増幅する
光増幅器に使用され、光通信の高速化に大きな役割を果
たしてきた。しかし、石英系ガラスファイバーでは、狭
い波長範囲でしか平坦な利得特性を得られないため、通
信の波長多重化に限界があり、より広帯域な増幅媒質が
求められている。このような背景から、Ｅｒ添加石英系
ガラスファイバーの広帯域化や、石英よりも帯域の広い
Ｅｒ添加フッ化物ガラスの研究が盛んに行われている。
ガラスファイバーは、１.５μｍ帯の光信号を増幅する
光増幅器に使用され、光通信の高速化に大きな役割を果
たしてきた。しかし、石英系ガラスファイバーでは、狭
い波長範囲でしか平坦な利得特性を得られないため、通
信の波長多重化に限界があり、より広帯域な増幅媒質が
求められている。このような背景から、Ｅｒ添加石英系
ガラスファイバーの広帯域化や、石英よりも帯域の広い
Ｅｒ添加フッ化物ガラスの研究が盛んに行われている。
【０００３】１．５μｍ帯の利得帯域を広帯域化し、量
子効率を向上させるためには、マルチフォノン緩和を抑
制することが必要である。このためには、フォノンエネ
ルギーの小さいガラス組成の開発が重要である。フッ化
物ガラスでは、Ｚｒ系の重金属ガラスを中心に開発が行
われてきたが、近年よりフォノンエネルギーの小さいＩ
ｎ系のガラスが注目されている。
子効率を向上させるためには、マルチフォノン緩和を抑
制することが必要である。このためには、フォノンエネ
ルギーの小さいガラス組成の開発が重要である。フッ化
物ガラスでは、Ｚｒ系の重金属ガラスを中心に開発が行
われてきたが、近年よりフォノンエネルギーの小さいＩ
ｎ系のガラスが注目されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】Ｅｒ添加Ｉｎ系フッ化
物ガラスは、フォノンエネルギーが小さく高い量子効率
が期待できる反面、Ｅｒイオンの各準位の寿命が長くな
り、誘導放出断面積が小さくなるため、発光強度が弱
い。また、低雑音な増幅器を構成するために、波長０．
９８μｍで励起すると、4Ｉ11/2の蛍光寿命が長いこと
から励起状態吸収（ＥＳＡ）が起こり、効率が低下する
問題がある（図１）。
物ガラスは、フォノンエネルギーが小さく高い量子効率
が期待できる反面、Ｅｒイオンの各準位の寿命が長くな
り、誘導放出断面積が小さくなるため、発光強度が弱
い。また、低雑音な増幅器を構成するために、波長０．
９８μｍで励起すると、4Ｉ11/2の蛍光寿命が長いこと
から励起状態吸収（ＥＳＡ）が起こり、効率が低下する
問題がある（図１）。
【０００５】本発明の目的はこのような問題を解決し、
高効率、広帯域で低雑音な光増幅用またはレーザー用の
フッ化物ガラス組成物を提供することである。
高効率、広帯域で低雑音な光増幅用またはレーザー用の
フッ化物ガラス組成物を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するため鋭意検討の結果、Ｉｎ系フッ化物ガラス
組成物を、特定の組成物にすることで、ＥＳＡ損失を抑
制し、高効率で広帯域な光増幅用のフッ化物ガラスを見
いだし、本発明に到達したものである。
を達成するため鋭意検討の結果、Ｉｎ系フッ化物ガラス
組成物を、特定の組成物にすることで、ＥＳＡ損失を抑
制し、高効率で広帯域な光増幅用のフッ化物ガラスを見
いだし、本発明に到達したものである。
【０００７】すなわち本発明は、ガラスを構成する陽イ
オンが、モル％表示で、Ｉｎ：５〜４０％、Ｇａ：５〜
４０％、Ａｌ：０〜１０％（ただし、Ｉｎ＋Ｇａ＋Ａｌ
が２０〜６５％の範囲）およびＭ：５〜４０％（Ｍは、
Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇから選ばれる少なくとも１種類
以上の元素を示す。）、Ｔ：３〜４０％（Ｔは、Ｚｎ，
Ｐｂ，Ｃｄ，Ｓｎから選ばれる少なくとも１種類以上の
元素を示す。）、Ｒ：２〜４０％（Ｒは、Ｙ，Ｓｃ，Ｌ
ａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｈｏ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選
ばれる少なくとも１種類以上の元素を示す。）、Ｅｒ：
０．０１〜１５％、Ｃｅ：０．１〜１５％（ただし、Ｒ
＋Ｅｒ＋Ｃｅが４５％以下の範囲、（Ｃａ＋Ｓｒ）／Ｃ
ｅが５０以下）およびＡ：０〜２０％（Ａは、Ｌｉ，Ｎ
ａ，Ｋ，Ｃｓ，Ｒｂから選ばれる少なくとも１種類以上
の元素を示す。）の範囲からなり、かつ陽イオンの合計
が１００％であり、ガラスを構成する陰イオンが、モル
％表示でＦ：１００−ｘ％、Ｃｌ：０〜１０％（ただ
し、ｘはＣｌのモル％）の範囲からなるフッ化物ガラス
組成物を提供するものである。
オンが、モル％表示で、Ｉｎ：５〜４０％、Ｇａ：５〜
４０％、Ａｌ：０〜１０％（ただし、Ｉｎ＋Ｇａ＋Ａｌ
が２０〜６５％の範囲）およびＭ：５〜４０％（Ｍは、
Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇから選ばれる少なくとも１種類
以上の元素を示す。）、Ｔ：３〜４０％（Ｔは、Ｚｎ，
Ｐｂ，Ｃｄ，Ｓｎから選ばれる少なくとも１種類以上の
元素を示す。）、Ｒ：２〜４０％（Ｒは、Ｙ，Ｓｃ，Ｌ
ａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｈｏ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選
ばれる少なくとも１種類以上の元素を示す。）、Ｅｒ：
０．０１〜１５％、Ｃｅ：０．１〜１５％（ただし、Ｒ
＋Ｅｒ＋Ｃｅが４５％以下の範囲、（Ｃａ＋Ｓｒ）／Ｃ
ｅが５０以下）およびＡ：０〜２０％（Ａは、Ｌｉ，Ｎ
ａ，Ｋ，Ｃｓ，Ｒｂから選ばれる少なくとも１種類以上
の元素を示す。）の範囲からなり、かつ陽イオンの合計
が１００％であり、ガラスを構成する陰イオンが、モル
％表示でＦ：１００−ｘ％、Ｃｌ：０〜１０％（ただ
し、ｘはＣｌのモル％）の範囲からなるフッ化物ガラス
組成物を提供するものである。
【０００８】以下本発明について詳述する。本発明にお
ける特徴は、Ｉｎ系フッ化物ガラスにＥｒとＣｅを共添
加し、かつ、ＣａとＳｒを陽イオンのモル％比で（Ｃａ
＋Ｓｒ）／Ｃｅを５０以下の含有量とすることにより、
０.９８μｍで励起したときのＥＳＡを効果的に抑制で
きることにある。
ける特徴は、Ｉｎ系フッ化物ガラスにＥｒとＣｅを共添
加し、かつ、ＣａとＳｒを陽イオンのモル％比で（Ｃａ
＋Ｓｒ）／Ｃｅを５０以下の含有量とすることにより、
０.９８μｍで励起したときのＥＳＡを効果的に抑制で
きることにある。
【０００９】ＥＳＡを抑制するためには、前述したよう
にＥｒの4Ｉ11/2の蛍光寿命を短寿命化する必要があ
る。Ｃｅの吸収スペクトルを図２に示す。ＥｒとＣｅを
共添加した場合、Ｃｅの２.７μｍから３μｍの吸収帯
が、Ｅｒの4Ｉ11/2→4Ｉ13/2の遷移エネルギー差に相当
するため、クロス緩和が生じて4Ｉ11/2の蛍光寿命が短
くなる。この結果、ＥＳＡが抑制されて１．５５μｍ帯
の発光強度が増大する。Ｃｅは、０.３μｍから２.５μ
ｍに至る非常に広い透過域を持ち、０.９８μｍの励起
光と１.５５μｍの信号光に吸収損失を与える可能性は
全くない。このため、大量に添加可能であり、ＥｒとＣ
ｅの原子間距離を小さくして、効率よくクロス緩和を起
こすことができる。
にＥｒの4Ｉ11/2の蛍光寿命を短寿命化する必要があ
る。Ｃｅの吸収スペクトルを図２に示す。ＥｒとＣｅを
共添加した場合、Ｃｅの２.７μｍから３μｍの吸収帯
が、Ｅｒの4Ｉ11/2→4Ｉ13/2の遷移エネルギー差に相当
するため、クロス緩和が生じて4Ｉ11/2の蛍光寿命が短
くなる。この結果、ＥＳＡが抑制されて１．５５μｍ帯
の発光強度が増大する。Ｃｅは、０.３μｍから２.５μ
ｍに至る非常に広い透過域を持ち、０.９８μｍの励起
光と１.５５μｍの信号光に吸収損失を与える可能性は
全くない。このため、大量に添加可能であり、ＥｒとＣ
ｅの原子間距離を小さくして、効率よくクロス緩和を起
こすことができる。
【００１０】ところがＣａやＳｒが共存すると、Ｃａ，
ＳｒとＣｅとイオン半径がきわめて近いために、Ｅｒ近
傍にＣｅが接近することを妨害する。このため、Ｃｅ添
加によるクロス緩和の効果が薄れ、ＥＳＡ抑制効果が減
少することになる。ＥＳＡ抑制効果の評価に、4Ｓ3/2か
らの０．５５μｍ帯の蛍光強度を利用し、Ｃａ，Ｓｒの
共存量とＥＳＡ抑制効果の妨害について検討した。ＥＳ
Ａの抑制としては、１０ｄＢ以上が必要であることか
ら、（Ｃａ＋Ｓｒ）／Ｃｅ比が５０以下とする必要があ
ると判った。、また、ＥＳＡ抑制効果が２０ｄＢ以上と
なる、（Ｃａ＋Ｓｒ）／Ｃｅ比が１０以下の範囲がさら
に好ましい。
ＳｒとＣｅとイオン半径がきわめて近いために、Ｅｒ近
傍にＣｅが接近することを妨害する。このため、Ｃｅ添
加によるクロス緩和の効果が薄れ、ＥＳＡ抑制効果が減
少することになる。ＥＳＡ抑制効果の評価に、4Ｓ3/2か
らの０．５５μｍ帯の蛍光強度を利用し、Ｃａ，Ｓｒの
共存量とＥＳＡ抑制効果の妨害について検討した。ＥＳ
Ａの抑制としては、１０ｄＢ以上が必要であることか
ら、（Ｃａ＋Ｓｒ）／Ｃｅ比が５０以下とする必要があ
ると判った。、また、ＥＳＡ抑制効果が２０ｄＢ以上と
なる、（Ｃａ＋Ｓｒ）／Ｃｅ比が１０以下の範囲がさら
に好ましい。
【００１１】本発明におけるＥｒの添加量としては、ガ
ラス組成にもよるが陽イオンのモル％で０.０１〜１５
％の範囲が好ましく、この範囲をはずれると増幅作用が
得られない。ガラスの安定性や効果的な増幅作用を考慮
すると、Ｅｒ添加量は０．１〜１０％の範囲がより好ま
しい。また、Ｃｅの添加量としては、陽イオンのモル％
で０.１〜１５％の範囲が好ましい。Ｃｅの添加量が０.
１％未満だと効果が小さく、１５％を超えるとガラスの
安定性が低下して結晶化しやすくなる。クロス緩和の効
果やＥＳＡ抑制効果を考慮すると、Ｃｅ添加量は０．５
〜１０％の範囲がより好ましい。ＣａおよびＳｒ量は合
計で０〜４０％かつ（Ｃａ＋Ｓｒ）／Ｃｅ比が５０以下
の必要がある。Ｃａ，Ｓｒ量が４０％を越えるとガラス
化せず、（Ｃａ＋Ｓｒ）／Ｃｅ比が５０を越えるとＥＳ
Ａ抑制効果を妨害する。より好ましくは、（Ｃａ＋Ｓ
ｒ）／Ｃｅ比を１０以下とすることで、妨害はほぼ認め
られなくなり、２０ｄＢ以上のＥＳＡ抑制効果を得られ
る。また、励起光をより効率よく利用するために、Ｙ，
Ｓｃ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｈｏ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌ
ｕなどの増感材を適量添加しても、クロス緩和過程は変
化しない。
ラス組成にもよるが陽イオンのモル％で０.０１〜１５
％の範囲が好ましく、この範囲をはずれると増幅作用が
得られない。ガラスの安定性や効果的な増幅作用を考慮
すると、Ｅｒ添加量は０．１〜１０％の範囲がより好ま
しい。また、Ｃｅの添加量としては、陽イオンのモル％
で０.１〜１５％の範囲が好ましい。Ｃｅの添加量が０.
１％未満だと効果が小さく、１５％を超えるとガラスの
安定性が低下して結晶化しやすくなる。クロス緩和の効
果やＥＳＡ抑制効果を考慮すると、Ｃｅ添加量は０．５
〜１０％の範囲がより好ましい。ＣａおよびＳｒ量は合
計で０〜４０％かつ（Ｃａ＋Ｓｒ）／Ｃｅ比が５０以下
の必要がある。Ｃａ，Ｓｒ量が４０％を越えるとガラス
化せず、（Ｃａ＋Ｓｒ）／Ｃｅ比が５０を越えるとＥＳ
Ａ抑制効果を妨害する。より好ましくは、（Ｃａ＋Ｓ
ｒ）／Ｃｅ比を１０以下とすることで、妨害はほぼ認め
られなくなり、２０ｄＢ以上のＥＳＡ抑制効果を得られ
る。また、励起光をより効率よく利用するために、Ｙ，
Ｓｃ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｈｏ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌ
ｕなどの増感材を適量添加しても、クロス緩和過程は変
化しない。
【００１２】また、フッ化物ガラス組成物のガラス化お
よび安定性は、陽イオンのモル％表示で、Ｉｎ：５〜４
０％、Ｇａ：５〜４０％、Ａｌ：０〜１０％（ただし、
Ｉｎ＋Ｇａ＋Ａｌが２０〜６５％の範囲）およびＭ：５
〜４０％（Ｍは、Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇから選ばれる
少なくとも１種類以上の元素を示す。）、Ｔ：３〜４０
％（Ｔは、Ｚｎ，Ｐｂ，Ｃｄ，Ｓｎから選ばれる少なく
とも１種類以上の元素を示す。）、Ｒ：２〜４０％（Ｒ
は、Ｙ，Ｓｃ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｈｏ，Ｔｍ，
Ｙｂ，Ｌｕから選ばれる少なくとも１種類以上の元素を
示す。）およびＡ：０〜２０％（Ａは、Ｌｉ，Ｎａ，
Ｋ，Ｃｓ，Ｒｂから選ばれる少なくとも１種類以上の元
素を示す。）の範囲にあることが必要であるが、臨界冷
却速度が比較的小さく、大型のガラス作成や加工、軟化
させて成形するなどの作業性を向上させるためには、陽
イオンのモル％表示で、Ｉｎ＋Ｇａ＋Ａｌが２５〜４５
％の範囲であり、Ｍが１０〜３５％（Ｍは、Ｂａ，Ｓ
ｒ，Ｃａ，Ｍｇから選ばれる少なくとも１種類以上の元
素を示す。）であり、Ｔが１０〜３０％（Ｔは、Ｚｎ，
Ｐｂ，Ｃｄ，Ｓｎから選ばれる少なくとも１種類以上の
元素を示す。）であり、Ｒが１０〜３０％（Ｒは、Ｙ，
Ｓｃ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｈｏ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌ
ｕから選ばれる少なくとも１種類以上の元素を示す。）
かつＲ＋Ｅｒ＋Ｃｅが１０〜３５％の範囲であることが
より好ましい。
よび安定性は、陽イオンのモル％表示で、Ｉｎ：５〜４
０％、Ｇａ：５〜４０％、Ａｌ：０〜１０％（ただし、
Ｉｎ＋Ｇａ＋Ａｌが２０〜６５％の範囲）およびＭ：５
〜４０％（Ｍは、Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇから選ばれる
少なくとも１種類以上の元素を示す。）、Ｔ：３〜４０
％（Ｔは、Ｚｎ，Ｐｂ，Ｃｄ，Ｓｎから選ばれる少なく
とも１種類以上の元素を示す。）、Ｒ：２〜４０％（Ｒ
は、Ｙ，Ｓｃ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｈｏ，Ｔｍ，
Ｙｂ，Ｌｕから選ばれる少なくとも１種類以上の元素を
示す。）およびＡ：０〜２０％（Ａは、Ｌｉ，Ｎａ，
Ｋ，Ｃｓ，Ｒｂから選ばれる少なくとも１種類以上の元
素を示す。）の範囲にあることが必要であるが、臨界冷
却速度が比較的小さく、大型のガラス作成や加工、軟化
させて成形するなどの作業性を向上させるためには、陽
イオンのモル％表示で、Ｉｎ＋Ｇａ＋Ａｌが２５〜４５
％の範囲であり、Ｍが１０〜３５％（Ｍは、Ｂａ，Ｓ
ｒ，Ｃａ，Ｍｇから選ばれる少なくとも１種類以上の元
素を示す。）であり、Ｔが１０〜３０％（Ｔは、Ｚｎ，
Ｐｂ，Ｃｄ，Ｓｎから選ばれる少なくとも１種類以上の
元素を示す。）であり、Ｒが１０〜３０％（Ｒは、Ｙ，
Ｓｃ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｈｏ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌ
ｕから選ばれる少なくとも１種類以上の元素を示す。）
かつＲ＋Ｅｒ＋Ｃｅが１０〜３５％の範囲であることが
より好ましい。
【００１３】以上のように、Ｉｎ系フッ化物ガラス組成
において、陽イオンのモル％でＣｅを０．１〜１５％添
加し、かつ（Ｃａ＋Ｓｒ）／Ｃｅ比を５０以下とするこ
とで、フッ化物ガラスのようなフォノンエネルギーの小
さなガラス中においても、ＥｒのＥＳＡを効果的に抑制
し、０.９８μｍ励起可能な光増幅用またはレーザー用
ガラスを提供できる。
において、陽イオンのモル％でＣｅを０．１〜１５％添
加し、かつ（Ｃａ＋Ｓｒ）／Ｃｅ比を５０以下とするこ
とで、フッ化物ガラスのようなフォノンエネルギーの小
さなガラス中においても、ＥｒのＥＳＡを効果的に抑制
し、０.９８μｍ励起可能な光増幅用またはレーザー用
ガラスを提供できる。
【００１４】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに説明す
るが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
い。
るが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
い。
【００１５】実施例および比較例 ガラス組成の一覧を表１、表２、表３に示す。表中の数
字は各元素の陽イオンおよび陰イオンのモル％である。
陰イオンのＦは１００−Ｃｌであり、表示していない。
抑制効果の欄に×印で示した組成は、ガラス化しなかっ
たことを示す。ＥＳＡの抑制効果は、Ｅｒだけを添加し
た組成と、表１、表２、表３に示した組成の０．５５μ
ｍ帯発光強度ピーク比をｄＢで示したものである。ガラ
スはすべて窒素雰囲気中で高密度炭素るつぼを使用して
溶解し、金属プレートに流し出して急冷した。ガラス試
料は２ｍｍの厚みの平行平板状に光学研磨して使用し
た。励起は０．９８μｍのファイバーバンドル半導体レ
ーザーを使用し、蛍光を分光光度計で測定した。また、
これらの結果も表１、表２、表３に示した。表中のＮ
ｏ．の＊印を付したものが、本発明の実施例であり、他
は比較例である。
字は各元素の陽イオンおよび陰イオンのモル％である。
陰イオンのＦは１００−Ｃｌであり、表示していない。
抑制効果の欄に×印で示した組成は、ガラス化しなかっ
たことを示す。ＥＳＡの抑制効果は、Ｅｒだけを添加し
た組成と、表１、表２、表３に示した組成の０．５５μ
ｍ帯発光強度ピーク比をｄＢで示したものである。ガラ
スはすべて窒素雰囲気中で高密度炭素るつぼを使用して
溶解し、金属プレートに流し出して急冷した。ガラス試
料は２ｍｍの厚みの平行平板状に光学研磨して使用し
た。励起は０．９８μｍのファイバーバンドル半導体レ
ーザーを使用し、蛍光を分光光度計で測定した。また、
これらの結果も表１、表２、表３に示した。表中のＮ
ｏ．の＊印を付したものが、本発明の実施例であり、他
は比較例である。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】
【表３】
【００１９】表１、表２、表３の結果から、ガラス化し
なかった組成とガラス化した組成を対比してガラス化範
囲を求めると、ガラスを構成する陽イオンのモル％表示
で、Ｉｎ：５〜４０％、Ｇａ：５〜４０％、Ａｌ：０〜
１０％（ただし、Ｉｎ＋Ｇａ＋Ａｌが２０〜６５％の範
囲）およびＭ：５〜４０％（Ｍは、Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，
Ｍｇから選ばれる少なくとも１種類以上の元素を示
す。）、Ｔ：３〜４０％（Ｔは、Ｚｎ，Ｐｂ，Ｃｄ，Ｓ
ｎから選ばれる少なくとも１種類以上の元素を示
す。）、Ｒ：２〜４０％（Ｒは、Ｙ，Ｓｃ，Ｌａ，Ｐ
ｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｈｏ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれる
少なくとも１種類以上の元素を示す。）、Ｅｒ：０．０
１〜１５％、Ｃｅ：０．１〜１５％（ただし、Ｒ＋Ｅｒ
＋Ｃｅが４５％以下の範囲、（Ｃａ＋Ｓｒ）／Ｃｅが５
０以下）およびＡ：０〜２０％（Ａは、Ｌｉ，Ｎａ，
Ｋ，Ｃｓ，Ｒｂから選ばれる少なくとも１種類以上の元
素を示す。）の範囲、ガラスを構成する陰イオンが、モ
ル％表示でＦ：１００−ｘ％、Ｃｌ：０〜１０％（ただ
し、ｘはＣｌのモル％）の範囲、であることがわかる。
なかった組成とガラス化した組成を対比してガラス化範
囲を求めると、ガラスを構成する陽イオンのモル％表示
で、Ｉｎ：５〜４０％、Ｇａ：５〜４０％、Ａｌ：０〜
１０％（ただし、Ｉｎ＋Ｇａ＋Ａｌが２０〜６５％の範
囲）およびＭ：５〜４０％（Ｍは、Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，
Ｍｇから選ばれる少なくとも１種類以上の元素を示
す。）、Ｔ：３〜４０％（Ｔは、Ｚｎ，Ｐｂ，Ｃｄ，Ｓ
ｎから選ばれる少なくとも１種類以上の元素を示
す。）、Ｒ：２〜４０％（Ｒは、Ｙ，Ｓｃ，Ｌａ，Ｐ
ｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｈｏ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれる
少なくとも１種類以上の元素を示す。）、Ｅｒ：０．０
１〜１５％、Ｃｅ：０．１〜１５％（ただし、Ｒ＋Ｅｒ
＋Ｃｅが４５％以下の範囲、（Ｃａ＋Ｓｒ）／Ｃｅが５
０以下）およびＡ：０〜２０％（Ａは、Ｌｉ，Ｎａ，
Ｋ，Ｃｓ，Ｒｂから選ばれる少なくとも１種類以上の元
素を示す。）の範囲、ガラスを構成する陰イオンが、モ
ル％表示でＦ：１００−ｘ％、Ｃｌ：０〜１０％（ただ
し、ｘはＣｌのモル％）の範囲、であることがわかる。
【００２０】また、ＥＳＡ抑制効果は、ＥｒとＣｅを共
添加したすべてのガラスで認められた。（Ｃａ＋Ｓｒ）
／Ｃｅ比に対するＥＳＡ抑制効果を図３に示す。増幅に
必要な１０ｄＢ以上の抑制効果は、（Ｃａ＋Ｓｒ）／Ｃ
ｅが５０以下の範囲で得られることがわかる。さらに、
２０ｄＢ以上の抑制効果は（Ｃａ＋Ｓｒ）／Ｃｅが１０
以下の範囲で得られることがわかる。
添加したすべてのガラスで認められた。（Ｃａ＋Ｓｒ）
／Ｃｅ比に対するＥＳＡ抑制効果を図３に示す。増幅に
必要な１０ｄＢ以上の抑制効果は、（Ｃａ＋Ｓｒ）／Ｃ
ｅが５０以下の範囲で得られることがわかる。さらに、
２０ｄＢ以上の抑制効果は（Ｃａ＋Ｓｒ）／Ｃｅが１０
以下の範囲で得られることがわかる。
【００２１】
【発明の効果】本発明のガラス組成物を用いることによ
り、０.９８μｍ励起可能な高効率で低雑音広帯域な光
増幅またはレーザーが実現できる。
り、０.９８μｍ励起可能な高効率で低雑音広帯域な光
増幅またはレーザーが実現できる。
【図１】図１は、Ｅｒ3+イオンの準位とＥＳＡの機構お
よび、Ｃｅ3+イオンとＥｒ3+イオンのクロス緩和過程を
説明したものである。
よび、Ｃｅ3+イオンとＥｒ3+イオンのクロス緩和過程を
説明したものである。
【図２】図２は、Ｃｅ3+イオンの吸収スペクトルを説明
したものである。
したものである。
【図３】図３は、（Ｃａ＋Ｓｒ）／Ｃｅ比とＥＳＡ抑制
効果を示すものである。
効果を示すものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−169540（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03C 1/00 - 14/00 H01S 3/17 ＷＰＩ
Claims (2)
- 【請求項１】 ガラスを構成する陽イオンが、モル％表
示で、Ｉｎ：５〜４０％、Ｇａ：５〜４０％、Ａｌ：０
〜１０％（ただし、Ｉｎ＋Ｇａ＋Ａｌが２０〜６５％の
範囲）およびＭ：５〜４０％（Ｍは、Ｂａ，Ｓｒ，Ｃ
ａ，Ｍｇから選ばれる少なくとも１種類以上の元素を示
す。）、Ｔ：３〜４０％（Ｔは、Ｚｎ，Ｐｂ，Ｃｄ，Ｓ
ｎから選ばれる少なくとも１種類以上の元素を示
す。）、Ｒ：２〜４０％（Ｒは、Ｙ，Ｓｃ，Ｌａ，Ｐ
ｒ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｈｏ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選ばれる
少なくとも１種類以上の元素を示す。）、Ｅｒ：０．０
１〜１５％、Ｃｅ：０．１〜１５％（ただし、Ｒ＋Ｅｒ
＋Ｃｅが４５％以下の範囲、（Ｃａ＋Ｓｒ）／Ｃｅが５
０以下）およびＡ：０〜２０％（Ａは、Ｌｉ，Ｎａ，
Ｋ，Ｃｓ，Ｒｂから選ばれる少なくとも１種類以上の元
素を示す。）の範囲からなり、かつ陽イオンの合計が１
００％であり、ガラスを構成する陰イオンが、モル％表
示でＦ：１００−ｘ％、Ｃｌ：０〜１０％（ただし、ｘ
はＣｌのモル％）の範囲からなることを特徴とするフッ
化物ガラス組成物。 - 【請求項２】 陽イオンのモル％表示で、Ｃｅが０．５
〜１０％かつＥｒが０．１〜１０％かつ（Ｃａ＋Ｓｒ）
／Ｃｅが１０以下であることを特徴とする請求項１記載
のフッ化物ガラス組成物。
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| JP15953597A JP3346531B2 (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | フッ化物ガラス組成物 |
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| JP15953597A JP3346531B2 (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | フッ化物ガラス組成物 |
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| JPH1111976A JPH1111976A (ja) | 1999-01-19 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE10227464A1 (de) * | 2002-06-20 | 2004-01-08 | Technische Universität Braunschweig | Glaszusammensetzung zur Herstellung von optischen Übertragungselementen |
-
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