JP3874245B2 - 光増幅用光ファイバ及び光増幅器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光増幅用光ファイバ及び光増幅器に関する。詳しくは、光通信システム等で使用される１．４μｍ帯光ファイバ増幅器や１．６μｍ帯光ファイバ増幅器に用いられるＴm添加光ファイバ及び光増幅器に関するものであり、特に高パワー励起における特性劣化のない、高効率なＴm添加光ファイバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｐr，Ｔm，Ｅrの希土類イオンを発光イオンとしてコアに添加した光ファイバ増幅器は高利得で、かつ偏波に依存しない増幅特性を有し、また、雑音指数が低く、広帯域の波長特性を有するため、光通信システムの大容量化や高機能化を実現するためのキーデバイスである。
これまでに、Ｐrイオンを添加したフッ化物光ファイバや硫化物光ファイバを用いた１．３μｍ帯用光ファイバ増幅器、Ｔmイオンを添加したフッ化物光ファイバを用いた１．４μｍ帯用及び１．６μｍ帯用光ファイバ増幅器、Ｅrイオンを添加した石英光ファイバ、フッ化物光ファイバ、及びテルライト光ファイバを用いた１．５μｍ帯用光ファイバ増幅器が開発されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような光ファイバ増幅器は良好な増幅特性を示すが、本発明者らは、コアにＴmイオンを添加した１．４μｍ帯光増幅器では高パワー励起によって、励起光や信号光の波長領域における光ファイバの伝送損失が増大し、増幅特性が劣化するという問題を見いだした。
【０００４】
即ち、本発明者らは、上記増幅特性の劣化、即ち、増幅用光ファイバの損失増加が、コア母相ガラスの紫外吸収端の波長位置に大きく依存することを見いだした。
これは、ファイバ損失の増加は紫外域で誘起された大きな吸収損失の長波長側への裾引きであることを示唆するものであり、Ｔmイオンから発生する紫外波長域の強いアップコンバージョン光が損失増大に関係しているといえる。
そのため、アップコンバージョン光の波長位置とコアガラスの紫外吸収端の間隔が狭い場合、強いアップコンバージョン光によってカラーセンターのような吸収欠陥が発生すると推測される。
本発明は、これらの知見によりなされたものであり、上記の問題を解決した、高パワー励起における特性の劣化がなく、効率の高い、光増幅用光ファイバ及び光増幅器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成する本発明の請求項１記載の光増幅用光ファイバは、コアとクラッドの比屈折率差Δｎが１．４％以上で、コアガラスに発光イオンとしてＴmを含む光増幅用光ファイバにおいて、コア母相が、Ｚ r Ｆ 4 とＨ f Ｆ 4 よりなる群から選ばれた少なくとも１種を４５〜６５ｍｏｌ％、Ｓ r Ｆ 2 ，Ｂ a Ｆ 2 をそれぞれ、０〜１０ｍｏｌ％、５〜３５ｍｏｌ％、かつ、Ｂ a Ｆ 2 ＋Ｓ r Ｆ 2 が１５〜３５ｍｏｌ％、Ｌ a Ｆ 3 ，Ｇ d Ｆ 3 、Ｌ u Ｆ 3 をそれぞれ０〜１０ｍｏｌ％、Ａ l Ｆ 3 ，Ｓ c Ｆ 3 ，ＹＦ 3 をそれぞれ０〜８ｍｏｌ％、Ｌ i Ｆ，Ｎ a Ｆ，ＫＦ，Ｒ b Ｆ，Ｃ s Ｆをそれぞれ０〜２５ｍｏｌ％、かつその合計１００ｍｏｌ％よりなるＺ r Ｆ 4 ／Ｈ f Ｆ 4 系、または、Ａ l Ｆ 3 を２０〜５０ｍｏｌ％、Ｃ a Ｆ 2 ，Ｓ r Ｆ 2 ，Ｂ a Ｆ 2 よりなる群から選ばれた少なくとも一種を２０〜５０ｍｏｌ％、Ｍ g Ｆ 2 を０〜２５ｍｏｌ％、ＹＦ 3 を５〜３０ｍｏｌ％、Ｓ c Ｆ 3 ，Ｌ a Ｆ 3 ，Ｇ d Ｆ 3 ，Ｌ u Ｆ 3 をそれぞれ０〜１５ｍｏｌ％、Ｚ r Ｆ 4 ，Ｈ f Ｆ 4 をそれぞれ０〜２ｍｏｌ％、Ｌ i Ｆ，Ｎ a Ｆ，ＫＦ，Ｒ b Ｆ，Ｃ s Ｆをそれぞれ０〜１５ｍｏｌ％、かつその合計１００ｍｏｌ％よりなるＡ l Ｆ 3 系から構成され、２２０ｎｍ以下の紫外吸収端を有するガラスからなることを特徴とする。
なお、ここでは、厚さ１０ｍｍのガラスの紫外透過限界波長（透過率が０％になる最長波長）を紫外吸収端と定義する。
上記目的を達成する本発明の請求項２記載の光増幅器は、光増幅媒体と、前記光増幅媒体を励起する光源と、前記光励起光源からの励起光と増幅すべき信号光とを合波して前記光増幅媒体に入力する合波手段とを備えた光増幅器であって、
前記増幅媒体は、コアとクラッドの比屈折率差Δｎが１．４％以上で、コアガラスに発光イオンとしてＴmを含み、コア母相が、Ｚ r Ｆ 4 とＨ f Ｆ 4 よりなる群から選ばれた少なくとも１種を４５〜６５ｍｏｌ％、Ｓ r Ｆ 2 ，Ｂ a Ｆ 2 をそれぞれ、０〜１０ｍｏｌ％、５〜３５ｍｏｌ％、かつ、Ｂ a Ｆ 2 ＋Ｓ r Ｆ 2 が１５〜３５ｍｏｌ％、Ｌ a Ｆ 3 ，Ｇ d Ｆ 3 、Ｌ u Ｆ 3 をそれぞれ０〜１０ｍｏｌ％、Ａ l Ｆ 3 ，Ｓ c Ｆ 3 ，ＹＦ 3 をそれぞれ０〜８ｍｏｌ％、Ｌ i Ｆ，Ｎ a Ｆ，ＫＦ，Ｒ b Ｆ，Ｃ s Ｆをそれぞれ０〜２５ｍｏｌ％、かつその合計１００ｍｏｌ％よりなるＺ r Ｆ 4 ／Ｈ f Ｆ 4 系、または、Ａ l Ｆ 3 を２０〜５０ｍｏｌ％、Ｃ a Ｆ 2 ，Ｓ r Ｆ 2 ，Ｂ a Ｆ 2 よりなる群から選ばれた少なくとも一種を２０〜５０ｍｏｌ％、Ｍ g Ｆ 2 を０〜２５ｍｏｌ％、ＹＦ 3 を５〜３０ｍｏｌ％、Ｓ c Ｆ 3 ，Ｌ a Ｆ 3 ，Ｇ d Ｆ 3 ，Ｌ u Ｆ 3 をそれぞれ０〜１５ｍｏｌ％、Ｚ r Ｆ 4 ，Ｈ f Ｆ 4 をそれぞれ０〜２ｍｏｌ％、Ｌ i Ｆ，Ｎ a Ｆ，ＫＦ，Ｒ b Ｆ，Ｃ s Ｆをそれぞれ０〜１５ｍｏｌ％、かつその合計１００ｍｏｌ％よりなるＡ l Ｆ 3 系から構成され、２２０ｎｍ以下の紫外吸収端を有するガラスからなることを特徴とする。
上記目的を達成する本発明の請求項３記載の光増幅器は、請求項２に記載の光増幅器であって、前記光増幅媒体と同等の比屈折率差を有し、前記光増幅媒体の両端に接続された第１の石英系光ファイバと、通信用光ファイバと同等の比屈折率差を有し、前記第１の石英系光ファイバの前記光増幅媒体と反対の端に接続された第２の石英系光ファイバとを備えることを特徴とする。
【０００６】
〔作用〕
本発明においては、増幅用光ファイバが、コアが２２０ｎｍ以下の紫外吸収端を有するガラスからなることによって、高パワー励起における損失増加が発生しないため、Ｔm添加ファイバ増幅器の劣化、即ち１．４μｍ帯光増幅の利得低下が防止でき、信頼性が向上する。
また、コアとクラッドの比屈折率差Δｎが１．４％以上あるので、高効率化も可能になる。
なお、本発明のファイバを用いればファイバの劣化（損失の増加）が生じないのでＴm添加１．６μｍ帯光ファイバ増幅器の特性劣化も当然防止できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の増幅用光ファイバのコア母相ガラスとしては、フッ化物ガラスを用いることができる。
フッ化物ガラスは、ＺrＦ4とＨfＦ4よりなる群から選ばれた少なくとも１種を４５〜６５ｍｏｌ％、ＳrＦ2，ＢaＦ2をそれぞれ、０〜１０ｍｏｌ％、５〜３５ｍｏｌ％、かつ、ＢaＦ2＋ＳrＦ2が１５〜３５ｍｏｌ％、ＬaＦ3，ＧdＦ3、ＬuＦ3をそれぞれ０〜１０ｍｏｌ％、ＡlＦ3，ＳcＦ3，ＹＦ3をそれぞれ０〜８ｍｏｌ％、ＬiＦ，ＮaＦ，ＫＦ，ＲbＦ，ＣsＦをそれぞれ０〜２５ｍｏｌ％、かつその合計１００ｍｏｌ％よりなるＺrＦ4／ＨfＦ4系から構成することができ、或いは、ＡlＦ3を２０〜５０ｍｏｌ％、ＣaＦ2，ＳrＦ2，ＢaＦ2よりなる群から選ばれた少なくとも一種を２０〜５０ｍｏｌ％、ＭgＦ2を０〜２５ｍｏｌ％、ＹＦ3を５〜３０ｍｏｌ％、ＳcＦ3，ＬaＦ3，ＧdＦ3，ＬuＦ3をそれぞれ０〜１５ｍｏｌ％、ＺrＦ4，ＨfＦ4をそれぞれ０〜２ｍｏｌ％、ＬiＦ，ＮaＦ，ＫＦ，ＲbＦ，ＣsＦをそれぞれ０〜１５ｍｏｌ％、かつその合計１００ｍｏｌ％よりなるＡlＦ3系から構成することができる。
また、ＰbＯやＢi2Ｏ3などの重金属酸化物を含有しない、ＳiＯ2系、Ｂ2Ｏ3系、Ｐ2Ｏ5系、Ａl2Ｏ3−ＣaＯ系の酸化物ガラスも本発明の増幅用光ファイバのコア母相ガラスとして用いることができる。
本発明の増幅用光ファイバを用いて、励起用光源と、この励起用光源による励起光と信号光を本発明の光ファイバに導入する光結合器からなる公知の構成による光増幅器を得ることができる。
励起光源としては、波長９８０〜１０８０ｎｍの光を発する半導体ＬＤ、Ｙbをコアに添加した光ファイバを用いたファイバレーザ、Ｎd添加固体レーザ（Ｎd：ＹＬＦレーザ、Ｎd：ＹＡＧレーザ）などを使用することができる。
また、励起法として、信号光と励起光を同一方向に導波させる前方励起、信号光と励起光を逆方向に導波させる後方励起、あるいは信号光に対して励起光を同一方向と逆方向で同時に導波させる双方向励起が採用できる。
本発明による増幅用光ファイバを光増幅器に適用する場合、両端に本増幅用光ファイバと同等の比屈折率差を有する第１の石英系光ファイバと通信用光ファイバと同等の比屈折率差を有する第２の石英系光ファイバを順次接続するのが有効である。
前記の比屈折率の異なる２種類の石英系光ファイバの接続は公知のコア拡大融着によって比屈折率差を連続的に変化させ低接続損失ができるため、比屈折率差が互いに異なる本増幅用光ファイバと通信用光ファイバとの接続を可能とするものである。
さらに、これらの石英系光ファイバは、通常石英系の光ファイバで構成される励起光と信号光の光結合器との接続を容易にする。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
〔実施例１〕
図１は、光増幅に用いたファイバモジュールの模式図である。
ａは増幅用Ｔm添加光ファイバである。
ｂは接続損失を低減するために増幅用光ファイバと同程度の比屈折率差Δｎをもつ石英光ファイバである。
また、ｃは通信システムに使用されるΔｎ（通常、１％未満）を持つ通信用石英光ファイバである。
【０００９】
増幅用Ｔm添加光ファイバａと石英光ファイバｂはＶ溝接続部ｄで接続されている。
Ｖ溝接続部ｄでは反射損失を下げるためにファイバ端面を斜め研磨して、ファイバを接続している。
石英光ファイバｂと石英光ファイバｃは異なるΔｎを持つため、コア拡大融着接続部ｅで低損失に接続している。
【００１０】
表１は、２０００ｐｐｍのＴmをコアに添加したファイバを用いたファイバモジュールにおいて２時間の高パワー励起増幅を行い、その前後における励起光波長近傍の波長１．０μｍと信号光波長近傍の波長１．３５μｍの損失を測定した結果である。
励起光源には波長１．０４７μｍのＮd：ＹＬＦレーザを用い、５００ｍＷを前方より入射し、波長１．４７１μｍ、光強度−２０ｄＢｍの信号光の増幅を行った。
【００１１】
【表１】
【００１２】
♯１は本発明の光ファイバを用いたモジュールの特性であり、ファイバのコア、クラッド母相はそれぞれ４９ＺrＦ4−２４ＢaＦ2−３．５ＬaＦ3−２ＹＦ3−２．５ＡlＦ3−１９ＬiＦガラス、４８ＨfＦ4−２３ＢaＦ2−２．５ＬaＦ3−２ＹＦ3−４．５ＡlＦ3−１０ＬiＦ−１０ＮaＦ（ｍｏｌ％）ガラスであり、Δｎは１．４％、カットオフ波長０．９８μｍ、損失は５０ｄＢ／ｋｍ（波長１．３５μｍ）、外径は１２５μｍ、長さ２０ｍである。
【００１３】
図２のＡは前記コア母相ガラスの紫外透過特性であり、紫外吸収端（透過率が０％になる波長）は２００ｎｍ以下である。
このような、紫外吸収端が２００ｎｍ以下にある本発明のファイバを用いたモジュールでは高パワー励起前後の利得は２８．５ｄＢから２８．５ｄＢ（波長１．４７１μｍ）、損失は３．０ｄＢから３．０ｄＢ（波長１．０μｍ）、３．０ｄＢから３．０ｄＢ（波長１．３５μｍ）といずれも変化しなかった。
【００１４】
〔比較例１〕
表１の♯２は、前記♯１のファイバのコア母相に４．５ｍｏｌ％のＰbＦ2のを添加したものをコア母相にした光ファイバを用いたモジュールの特性である。
増幅条件は実施例１と同一である。
ファイバはΔｎは２．３％、カットオフ波長０．９９μｍ、損失は４９ｄＢ／ｋｍ（波長１．３５μｍ）、外径は１２５μｍ、長さ２０ｍである。
【００１５】
図２のＢはこのコアガラス母相の紫外透過特性であり、透過率が０％になる波長（紫外吸収端）は２２２ｎｍにある。
高パワー励起前後でモジュールの利得は２９．５ｄＢから２５．５ｄＢと４ｄＢ低下し、損失は波長１．０μｍと波長１．３５μｍでそれぞれ３．２ｄＢから１３．２ｄＢと１０．０ｄＢ，３．０ｄＢから４．０ｄＢと１．０ｄＢ増加した。
モジュールを分解して損失増加を解析した結果、上記損失増加はすべてＴm添加ファイバ内で生じており、Ｔm添加ファイバの劣化によってモジュールの利得低下が発生したことが判明した。
【００１６】
〔比較例２〕
表１の♯３は、前記♯１のファイバのコア母相に１１ｍｏｌ％のＰbＦ2を添加したものをコア母相にした光ファイバを用いたモジュールの特性である。
増幅条件は実施例１と同一である。
ファイバはΔｎが３．５％、カットオフ波長１．０１μｍ、損失が５５ｄＢ／Ｋｍ（波長１．３５μｍ）、外径が１２５μｍ、長さ２０ｍである。
【００１７】
図２のＣはこのコアガラス母相の紫外透過特性であり、透過率が０％になる波長（紫外吸収端）は２２５ｎｍにある。
高パワー励起前後でモジュールの利得は３１．３ｄＢから２５．４ｄＢと５．９ｄＢ低下し、損失は波長１．０μｍと波長１．３５μｍでそれぞれ３．５ｄＢから１８．８ｄＢと１５．３ｄＢ、３．１ｄＢから４．６ｄＢと１．５ｄＢ増加した。
モジュールを分解して損失増加を解析した結果、上記損失増加は全てＴm添加ファイバ内で生じており、Ｔm添加ファイバの劣化によってモジュールの利得低下が起こったことが判明した。
【００１８】
〔実施例２〕
表２の♯４は、本発明の２０００ｐｐｍのＴmをコアに添加したファイバを高パワー励起し、その前後における波長１．０μｍと波長１．３５μｍの光損失を測定した結果である。
【００１９】
【表２】
【００２０】
励起光源には波長１．０４７μｍのＮd：ＹＬＦレーザを用い、５００ｍＷを２時間入射した。
ファイバのコア、クラッド母相はそれぞれ５４．５ＺrＦ4−２７．５ＢaＦ2−３．５ＬaＦ3−２ＹＦ3−２．５ＡlＦ3−１０ＬiＦガラス、４８ＨfＦ4−２３ＢaＦ2−２．５ＬaＦ3−２ＹＦ3−４．５ＡlＦ3−２０ＮaＦ（ｍｏｌ％）ガラスであり、Δｎは２．０％、カットオフ波長１．０１μｍ、損失は７０ｄＢ／ｋｍ（波長１．３５μｍ）、外径は１２５μｍ、長さ２０ｍである。
【００２１】
コア母相の紫外吸収端が２００ｎｍ以下にある本発明のファイバは、高パワー励起前後において、損失は２．０ｄＢから２．０ｄＢ（波長１．０μｍ）、１．４ｄＢから１．４ｄＢ（波長１．３５μｍ）といずれも変化しなかった。
【００２２】
〔比較例３〕
表２の♯５は、前記♯４のファイバのコア母相に２ｍｏｌ％のＢiＦ3を添加したものをコア母相にした光ファイバの特性である。
励起条件は実施例２と同一であった。
ファイバはΔｎは２．３％、カットオフ波長０．９９μｍ、損失は９０ｄＢ／ｋｍ（波長１．３５μｍ）、外径は１２５μｍ、長さ２０ｍである。
コア母相ガラスの紫外吸収端が２２１ｎｍにあるこのファイバでは、高パワー励起前後における損失は波長１．０μｍと波長１．３５μｍでそれぞれ３．２ｄＢから１１．５ｄＢと８．３ｄＢ，１．８ｄＢから２．５ｄＢと０．７ｄＢ増加し、ファイバが劣化した。
【００２３】
〔実施例３〕
表３の♯６は、本発明の２０００ｐｐｍのＴmをコアに添加したファイバを高パワー励起し、その前後における波長１．０μｍと波長１．３５μｍの損失を測定した結果である。
【００２４】
【表３】
【００２５】
励起光源には波長１．０４７μｍのＮd：ＹＬＦレーザを用い、６００ｍＷを２時間入射した。
♯６のファイバのコア、クラッド母相はそれぞれ２９ＡlＦ3−１３ＢaＦ2−９ＳrＦ2−２０ＣaＦ2−４ＭgＦ2−８ＹＦ3−５ＮaＦ−１２ＺrＦ4，４３ＡlＦ3−１０ＢaＦ2−１２ＳrＦ2−２０ＣaＦ2−４ＭgＦ2−６ＹＦ3−５ＮaＦ（ｍｏｌ％）であり、Δｎは１．４％、カットオフ波長０．９６μｍ、損失は９０ｄＢ／ｋｍ（波長０．３５μｍ）、外径は１２５μｍ、長さ２０ｍである。
コア母相の紫外吸収端が２００ｎｍ以下にある本発明のファイバは、高パワー励起前後において、損失は２．６ｄＢから２．６ｄＢ（波長１．０μｍ）、１．８ｄＢから１．８ｄＢ（波長１．３５μｍ）といずれも変化しなかった。
【００２６】
〔比較例５〕
表３の♯７は、前記♯６のファイバのコア母相に５ｍｏｌ％のＰbＦ2を添加したものをコア母相にした光ファイバの特性である。
励起条件は実施例３と同一であった。
ファイバはΔｎは２．２％、カットオフ波長０．９７μｍ、損失は１００ｄＢ／ｋｍ（波長１．３５μｍ）、外径は１２５μｍ、長さ２０ｍである。
コア母相ガラスの紫外吸収端が２２２ｎｍにあるこのファイバでは、高パワー励起前後における損失は波長１．０μｍと波長１．３５μｍでそれぞれ２．８ｄＢから１３．０ｄＢと１０．２ｄＢ，２．０ｄＢから３．１ｄＢと１．１ｄＢ増加し、ファイバが劣化した。
【００２７】
〔比較例６〕
２０００ｐｐｍのＴmをコアに添加したテルライトファイバを高パワー励起し、その前後における波長１．０μｍと波長１．３５μｍの損失を測定した。
励起光源には波長１．０４７μｍのＮd：ＹＬＦレーザを用い、６００ｍＷを２時間入射した。
ファイバのコア、クラッド母相はそれぞれ６８．６ＴeＯ2−４．８Ｂi2Ｏ3−１９ＺnＯ−７．６Ｎa2Ｏガラス、７１ＴeＯ2−２１ＺnＯ−８Ｎa2Ｏ（ｍｏｌ％）ガラスであり、Δｎは２．０％、カットオフ波長１．０１μｍ、損失は４０ｄＢ／ｋｍ（波長１．３５μｍ）、外径は１２５μｍ、長さ２０ｍであった。
【００２８】
コア母相ガラスの紫外吸収端が３８０ｎｍにあるこのファイバでは、高パワー励起前後における損失は波長１．０μｍと波長１．３５μｍでそれぞれ１．６ｄＢから１９．５ｄＢと１７．９ｄＢ，０．８ｄＢから３．０ｄＢと２．２ｄＢ増大し、ファイバが劣化した。
【００２９】
なお、コア母相の紫外吸収端は、高パワー励起の結果ファイバ損失の増大が見られた２２１ｎｍよりも小さい２２０ｎｍ以下である必要がある。
更に、紫外吸収端は、Ｔmイオンから発生する紫外波長域の強いアップコンバージョン光の波長位置と、コアガラスの紫外吸収端の間隔がより大きくなる２１０ｎｍ以下であればより望ましく、２００ｎｍ以下であれば最も好ましい。
このように説明したように本発明は、光増幅用Ｔｍ添加光ファイバでは高パワー励起でファイバが劣化し、信号光の伝送損失が増大するという従来の課題に対し、コア母相が２２０ｎｍ以下の紫外吸収端を有するガラスからなる光増幅用Ｔｍ添加光ファイバとしたことにより、高パワー励起によって信号光の伝送損失が増大することのない光増幅用Ｔｍ添加光ファイバが得られる。
【００３０】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発明によれば、光増幅用Ｔm添加ファイバの、高光パワー励起における損失増加が防止できる。
これによってＴm添加ファイバを用いる１．４μｍ帯光ファイバ増幅器の特性劣化が生じないので増幅器の信頼性が確保される。
また、同じＴm添加ファイバを用いる１．６μｍ帯光ファイバ増幅器の信頼性も確保される。
従って、光通信システムの高信頼化が図れ、大容量化も可能になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１に用いた光増幅用ファイバモジュールの模式図である。
【図２】実施例１及び比較例１，２における光増幅用光ファイバのコア母相ガラスの紫外透過特性（試料の厚さ１０ｍｍ）を示すグラフであり、それぞれＡ，Ｂ，Ｃで示してある。
【符号の説明】
ａ 増幅用Ｔm添加光ファイバ
ｂ 石英光ファイバ
ｃ 石英光ファイバ
ｄ Ｖ溝接続部
ｅ コア拡大融着接続部
ｆ 励起光源
ｇ 合波手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、光増幅用光ファイバ及び光増幅器に関する。詳しくは、光通信システム等で使用される１．４μｍ帯光ファイバ増幅器や１．６μｍ帯光ファイバ増幅器に用いられるＴm添加光ファイバ及び光増幅器に関するものであり、特に高パワー励起における特性劣化のない、高効率なＴm添加光ファイバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｐr，Ｔm，Ｅrの希土類イオンを発光イオンとしてコアに添加した光ファイバ増幅器は高利得で、かつ偏波に依存しない増幅特性を有し、また、雑音指数が低く、広帯域の波長特性を有するため、光通信システムの大容量化や高機能化を実現するためのキーデバイスである。
これまでに、Ｐrイオンを添加したフッ化物光ファイバや硫化物光ファイバを用いた１．３μｍ帯用光ファイバ増幅器、Ｔmイオンを添加したフッ化物光ファイバを用いた１．４μｍ帯用及び１．６μｍ帯用光ファイバ増幅器、Ｅrイオンを添加した石英光ファイバ、フッ化物光ファイバ、及びテルライト光ファイバを用いた１．５μｍ帯用光ファイバ増幅器が開発されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような光ファイバ増幅器は良好な増幅特性を示すが、本発明者らは、コアにＴmイオンを添加した１．４μｍ帯光増幅器では高パワー励起によって、励起光や信号光の波長領域における光ファイバの伝送損失が増大し、増幅特性が劣化するという問題を見いだした。
【０００４】
即ち、本発明者らは、上記増幅特性の劣化、即ち、増幅用光ファイバの損失増加が、コア母相ガラスの紫外吸収端の波長位置に大きく依存することを見いだした。
これは、ファイバ損失の増加は紫外域で誘起された大きな吸収損失の長波長側への裾引きであることを示唆するものであり、Ｔmイオンから発生する紫外波長域の強いアップコンバージョン光が損失増大に関係しているといえる。
そのため、アップコンバージョン光の波長位置とコアガラスの紫外吸収端の間隔が狭い場合、強いアップコンバージョン光によってカラーセンターのような吸収欠陥が発生すると推測される。
本発明は、これらの知見によりなされたものであり、上記の問題を解決した、高パワー励起における特性の劣化がなく、効率の高い、光増幅用光ファイバ及び光増幅器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成する本発明の請求項１記載の光増幅用光ファイバは、コアとクラッドの比屈折率差Δｎが１．４％以上で、コアガラスに発光イオンとしてＴmを含む光増幅用光ファイバにおいて、コア母相が、Ｚ r Ｆ 4 とＨ f Ｆ 4 よりなる群から選ばれた少なくとも１種を４５〜６５ｍｏｌ％、Ｓ r Ｆ 2 ，Ｂ a Ｆ 2 をそれぞれ、０〜１０ｍｏｌ％、５〜３５ｍｏｌ％、かつ、Ｂ a Ｆ 2 ＋Ｓ r Ｆ 2 が１５〜３５ｍｏｌ％、Ｌ a Ｆ 3 ，Ｇ d Ｆ 3 、Ｌ u Ｆ 3 をそれぞれ０〜１０ｍｏｌ％、Ａ l Ｆ 3 ，Ｓ c Ｆ 3 ，ＹＦ 3 をそれぞれ０〜８ｍｏｌ％、Ｌ i Ｆ，Ｎ a Ｆ，ＫＦ，Ｒ b Ｆ，Ｃ s Ｆをそれぞれ０〜２５ｍｏｌ％、かつその合計１００ｍｏｌ％よりなるＺ r Ｆ 4 ／Ｈ f Ｆ 4 系、または、Ａ l Ｆ 3 を２０〜５０ｍｏｌ％、Ｃ a Ｆ 2 ，Ｓ r Ｆ 2 ，Ｂ a Ｆ 2 よりなる群から選ばれた少なくとも一種を２０〜５０ｍｏｌ％、Ｍ g Ｆ 2 を０〜２５ｍｏｌ％、ＹＦ 3 を５〜３０ｍｏｌ％、Ｓ c Ｆ 3 ，Ｌ a Ｆ 3 ，Ｇ d Ｆ 3 ，Ｌ u Ｆ 3 をそれぞれ０〜１５ｍｏｌ％、Ｚ r Ｆ 4 ，Ｈ f Ｆ 4 をそれぞれ０〜２ｍｏｌ％、Ｌ i Ｆ，Ｎ a Ｆ，ＫＦ，Ｒ b Ｆ，Ｃ s Ｆをそれぞれ０〜１５ｍｏｌ％、かつその合計１００ｍｏｌ％よりなるＡ l Ｆ 3 系から構成され、２２０ｎｍ以下の紫外吸収端を有するガラスからなることを特徴とする。
なお、ここでは、厚さ１０ｍｍのガラスの紫外透過限界波長（透過率が０％になる最長波長）を紫外吸収端と定義する。
上記目的を達成する本発明の請求項２記載の光増幅器は、光増幅媒体と、前記光増幅媒体を励起する光源と、前記光励起光源からの励起光と増幅すべき信号光とを合波して前記光増幅媒体に入力する合波手段とを備えた光増幅器であって、
前記増幅媒体は、コアとクラッドの比屈折率差Δｎが１．４％以上で、コアガラスに発光イオンとしてＴmを含み、コア母相が、Ｚ r Ｆ 4 とＨ f Ｆ 4 よりなる群から選ばれた少なくとも１種を４５〜６５ｍｏｌ％、Ｓ r Ｆ 2 ，Ｂ a Ｆ 2 をそれぞれ、０〜１０ｍｏｌ％、５〜３５ｍｏｌ％、かつ、Ｂ a Ｆ 2 ＋Ｓ r Ｆ 2 が１５〜３５ｍｏｌ％、Ｌ a Ｆ 3 ，Ｇ d Ｆ 3 、Ｌ u Ｆ 3 をそれぞれ０〜１０ｍｏｌ％、Ａ l Ｆ 3 ，Ｓ c Ｆ 3 ，ＹＦ 3 をそれぞれ０〜８ｍｏｌ％、Ｌ i Ｆ，Ｎ a Ｆ，ＫＦ，Ｒ b Ｆ，Ｃ s Ｆをそれぞれ０〜２５ｍｏｌ％、かつその合計１００ｍｏｌ％よりなるＺ r Ｆ 4 ／Ｈ f Ｆ 4 系、または、Ａ l Ｆ 3 を２０〜５０ｍｏｌ％、Ｃ a Ｆ 2 ，Ｓ r Ｆ 2 ，Ｂ a Ｆ 2 よりなる群から選ばれた少なくとも一種を２０〜５０ｍｏｌ％、Ｍ g Ｆ 2 を０〜２５ｍｏｌ％、ＹＦ 3 を５〜３０ｍｏｌ％、Ｓ c Ｆ 3 ，Ｌ a Ｆ 3 ，Ｇ d Ｆ 3 ，Ｌ u Ｆ 3 をそれぞれ０〜１５ｍｏｌ％、Ｚ r Ｆ 4 ，Ｈ f Ｆ 4 をそれぞれ０〜２ｍｏｌ％、Ｌ i Ｆ，Ｎ a Ｆ，ＫＦ，Ｒ b Ｆ，Ｃ s Ｆをそれぞれ０〜１５ｍｏｌ％、かつその合計１００ｍｏｌ％よりなるＡ l Ｆ 3 系から構成され、２２０ｎｍ以下の紫外吸収端を有するガラスからなることを特徴とする。
上記目的を達成する本発明の請求項３記載の光増幅器は、請求項２に記載の光増幅器であって、前記光増幅媒体と同等の比屈折率差を有し、前記光増幅媒体の両端に接続された第１の石英系光ファイバと、通信用光ファイバと同等の比屈折率差を有し、前記第１の石英系光ファイバの前記光増幅媒体と反対の端に接続された第２の石英系光ファイバとを備えることを特徴とする。
【０００６】
〔作用〕
本発明においては、増幅用光ファイバが、コアが２２０ｎｍ以下の紫外吸収端を有するガラスからなることによって、高パワー励起における損失増加が発生しないため、Ｔm添加ファイバ増幅器の劣化、即ち１．４μｍ帯光増幅の利得低下が防止でき、信頼性が向上する。
また、コアとクラッドの比屈折率差Δｎが１．４％以上あるので、高効率化も可能になる。
なお、本発明のファイバを用いればファイバの劣化（損失の増加）が生じないのでＴm添加１．６μｍ帯光ファイバ増幅器の特性劣化も当然防止できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の増幅用光ファイバのコア母相ガラスとしては、フッ化物ガラスを用いることができる。
フッ化物ガラスは、ＺrＦ4とＨfＦ4よりなる群から選ばれた少なくとも１種を４５〜６５ｍｏｌ％、ＳrＦ2，ＢaＦ2をそれぞれ、０〜１０ｍｏｌ％、５〜３５ｍｏｌ％、かつ、ＢaＦ2＋ＳrＦ2が１５〜３５ｍｏｌ％、ＬaＦ3，ＧdＦ3、ＬuＦ3をそれぞれ０〜１０ｍｏｌ％、ＡlＦ3，ＳcＦ3，ＹＦ3をそれぞれ０〜８ｍｏｌ％、ＬiＦ，ＮaＦ，ＫＦ，ＲbＦ，ＣsＦをそれぞれ０〜２５ｍｏｌ％、かつその合計１００ｍｏｌ％よりなるＺrＦ4／ＨfＦ4系から構成することができ、或いは、ＡlＦ3を２０〜５０ｍｏｌ％、ＣaＦ2，ＳrＦ2，ＢaＦ2よりなる群から選ばれた少なくとも一種を２０〜５０ｍｏｌ％、ＭgＦ2を０〜２５ｍｏｌ％、ＹＦ3を５〜３０ｍｏｌ％、ＳcＦ3，ＬaＦ3，ＧdＦ3，ＬuＦ3をそれぞれ０〜１５ｍｏｌ％、ＺrＦ4，ＨfＦ4をそれぞれ０〜２ｍｏｌ％、ＬiＦ，ＮaＦ，ＫＦ，ＲbＦ，ＣsＦをそれぞれ０〜１５ｍｏｌ％、かつその合計１００ｍｏｌ％よりなるＡlＦ3系から構成することができる。
また、ＰbＯやＢi2Ｏ3などの重金属酸化物を含有しない、ＳiＯ2系、Ｂ2Ｏ3系、Ｐ2Ｏ5系、Ａl2Ｏ3−ＣaＯ系の酸化物ガラスも本発明の増幅用光ファイバのコア母相ガラスとして用いることができる。
本発明の増幅用光ファイバを用いて、励起用光源と、この励起用光源による励起光と信号光を本発明の光ファイバに導入する光結合器からなる公知の構成による光増幅器を得ることができる。
励起光源としては、波長９８０〜１０８０ｎｍの光を発する半導体ＬＤ、Ｙbをコアに添加した光ファイバを用いたファイバレーザ、Ｎd添加固体レーザ（Ｎd：ＹＬＦレーザ、Ｎd：ＹＡＧレーザ）などを使用することができる。
また、励起法として、信号光と励起光を同一方向に導波させる前方励起、信号光と励起光を逆方向に導波させる後方励起、あるいは信号光に対して励起光を同一方向と逆方向で同時に導波させる双方向励起が採用できる。
本発明による増幅用光ファイバを光増幅器に適用する場合、両端に本増幅用光ファイバと同等の比屈折率差を有する第１の石英系光ファイバと通信用光ファイバと同等の比屈折率差を有する第２の石英系光ファイバを順次接続するのが有効である。
前記の比屈折率の異なる２種類の石英系光ファイバの接続は公知のコア拡大融着によって比屈折率差を連続的に変化させ低接続損失ができるため、比屈折率差が互いに異なる本増幅用光ファイバと通信用光ファイバとの接続を可能とするものである。
さらに、これらの石英系光ファイバは、通常石英系の光ファイバで構成される励起光と信号光の光結合器との接続を容易にする。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
〔実施例１〕
図１は、光増幅に用いたファイバモジュールの模式図である。
ａは増幅用Ｔm添加光ファイバである。
ｂは接続損失を低減するために増幅用光ファイバと同程度の比屈折率差Δｎをもつ石英光ファイバである。
また、ｃは通信システムに使用されるΔｎ（通常、１％未満）を持つ通信用石英光ファイバである。
【０００９】
増幅用Ｔm添加光ファイバａと石英光ファイバｂはＶ溝接続部ｄで接続されている。
Ｖ溝接続部ｄでは反射損失を下げるためにファイバ端面を斜め研磨して、ファイバを接続している。
石英光ファイバｂと石英光ファイバｃは異なるΔｎを持つため、コア拡大融着接続部ｅで低損失に接続している。
【００１０】
表１は、２０００ｐｐｍのＴmをコアに添加したファイバを用いたファイバモジュールにおいて２時間の高パワー励起増幅を行い、その前後における励起光波長近傍の波長１．０μｍと信号光波長近傍の波長１．３５μｍの損失を測定した結果である。
励起光源には波長１．０４７μｍのＮd：ＹＬＦレーザを用い、５００ｍＷを前方より入射し、波長１．４７１μｍ、光強度−２０ｄＢｍの信号光の増幅を行った。
【００１１】
【表１】
♯１は本発明の光ファイバを用いたモジュールの特性であり、ファイバのコア、クラッド母相はそれぞれ４９ＺrＦ4−２４ＢaＦ2−３．５ＬaＦ3−２ＹＦ3−２．５ＡlＦ3−１９ＬiＦガラス、４８ＨfＦ4−２３ＢaＦ2−２．５ＬaＦ3−２ＹＦ3−４．５ＡlＦ3−１０ＬiＦ−１０ＮaＦ（ｍｏｌ％）ガラスであり、Δｎは１．４％、カットオフ波長０．９８μｍ、損失は５０ｄＢ／ｋｍ（波長１．３５μｍ）、外径は１２５μｍ、長さ２０ｍである。
【００１３】
図２のＡは前記コア母相ガラスの紫外透過特性であり、紫外吸収端（透過率が０％になる波長）は２００ｎｍ以下である。
このような、紫外吸収端が２００ｎｍ以下にある本発明のファイバを用いたモジュールでは高パワー励起前後の利得は２８．５ｄＢから２８．５ｄＢ（波長１．４７１μｍ）、損失は３．０ｄＢから３．０ｄＢ（波長１．０μｍ）、３．０ｄＢから３．０ｄＢ（波長１．３５μｍ）といずれも変化しなかった。
【００１４】
〔比較例１〕
表１の♯２は、前記♯１のファイバのコア母相に４．５ｍｏｌ％のＰbＦ2のを添加したものをコア母相にした光ファイバを用いたモジュールの特性である。
増幅条件は実施例１と同一である。
ファイバはΔｎは２．３％、カットオフ波長０．９９μｍ、損失は４９ｄＢ／ｋｍ（波長１．３５μｍ）、外径は１２５μｍ、長さ２０ｍである。
【００１５】
図２のＢはこのコアガラス母相の紫外透過特性であり、透過率が０％になる波長（紫外吸収端）は２２２ｎｍにある。
高パワー励起前後でモジュールの利得は２９．５ｄＢから２５．５ｄＢと４ｄＢ低下し、損失は波長１．０μｍと波長１．３５μｍでそれぞれ３．２ｄＢから１３．２ｄＢと１０．０ｄＢ，３．０ｄＢから４．０ｄＢと１．０ｄＢ増加した。
モジュールを分解して損失増加を解析した結果、上記損失増加はすべてＴm添加ファイバ内で生じており、Ｔm添加ファイバの劣化によってモジュールの利得低下が発生したことが判明した。
【００１６】
〔比較例２〕
表１の♯３は、前記♯１のファイバのコア母相に１１ｍｏｌ％のＰbＦ2を添加したものをコア母相にした光ファイバを用いたモジュールの特性である。
増幅条件は実施例１と同一である。
ファイバはΔｎが３．５％、カットオフ波長１．０１μｍ、損失が５５ｄＢ／Ｋｍ（波長１．３５μｍ）、外径が１２５μｍ、長さ２０ｍである。
【００１７】
図２のＣはこのコアガラス母相の紫外透過特性であり、透過率が０％になる波長（紫外吸収端）は２２５ｎｍにある。
高パワー励起前後でモジュールの利得は３１．３ｄＢから２５．４ｄＢと５．９ｄＢ低下し、損失は波長１．０μｍと波長１．３５μｍでそれぞれ３．５ｄＢから１８．８ｄＢと１５．３ｄＢ、３．１ｄＢから４．６ｄＢと１．５ｄＢ増加した。
モジュールを分解して損失増加を解析した結果、上記損失増加は全てＴm添加ファイバ内で生じており、Ｔm添加ファイバの劣化によってモジュールの利得低下が起こったことが判明した。
【００１８】
〔実施例２〕
表２の♯４は、本発明の２０００ｐｐｍのＴmをコアに添加したファイバを高パワー励起し、その前後における波長１．０μｍと波長１．３５μｍの光損失を測定した結果である。
【００１９】
【表２】
励起光源には波長１．０４７μｍのＮd：ＹＬＦレーザを用い、５００ｍＷを２時間入射した。
ファイバのコア、クラッド母相はそれぞれ５４．５ＺrＦ4−２７．５ＢaＦ2−３．５ＬaＦ3−２ＹＦ3−２．５ＡlＦ3−１０ＬiＦガラス、４８ＨfＦ4−２３ＢaＦ2−２．５ＬaＦ3−２ＹＦ3−４．５ＡlＦ3−２０ＮaＦ（ｍｏｌ％）ガラスであり、Δｎは２．０％、カットオフ波長１．０１μｍ、損失は７０ｄＢ／ｋｍ（波長１．３５μｍ）、外径は１２５μｍ、長さ２０ｍである。
【００２１】
コア母相の紫外吸収端が２００ｎｍ以下にある本発明のファイバは、高パワー励起前後において、損失は２．０ｄＢから２．０ｄＢ（波長１．０μｍ）、１．４ｄＢから１．４ｄＢ（波長１．３５μｍ）といずれも変化しなかった。
【００２２】
〔比較例３〕
表２の♯５は、前記♯４のファイバのコア母相に２ｍｏｌ％のＢiＦ3を添加したものをコア母相にした光ファイバの特性である。
励起条件は実施例２と同一であった。
ファイバはΔｎは２．３％、カットオフ波長０．９９μｍ、損失は９０ｄＢ／ｋｍ（波長１．３５μｍ）、外径は１２５μｍ、長さ２０ｍである。
コア母相ガラスの紫外吸収端が２２１ｎｍにあるこのファイバでは、高パワー励起前後における損失は波長１．０μｍと波長１．３５μｍでそれぞれ３．２ｄＢから１１．５ｄＢと８．３ｄＢ，１．８ｄＢから２．５ｄＢと０．７ｄＢ増加し、ファイバが劣化した。
【００２３】
〔実施例３〕
表３の♯６は、本発明の２０００ｐｐｍのＴmをコアに添加したファイバを高パワー励起し、その前後における波長１．０μｍと波長１．３５μｍの損失を測定した結果である。
【００２４】
【表３】
励起光源には波長１．０４７μｍのＮd：ＹＬＦレーザを用い、６００ｍＷを２時間入射した。
♯６のファイバのコア、クラッド母相はそれぞれ２９ＡlＦ3−１３ＢaＦ2−９ＳrＦ2−２０ＣaＦ2−４ＭgＦ2−８ＹＦ3−５ＮaＦ−１２ＺrＦ4，４３ＡlＦ3−１０ＢaＦ2−１２ＳrＦ2−２０ＣaＦ2−４ＭgＦ2−６ＹＦ3−５ＮaＦ（ｍｏｌ％）であり、Δｎは１．４％、カットオフ波長０．９６μｍ、損失は９０ｄＢ／ｋｍ（波長０．３５μｍ）、外径は１２５μｍ、長さ２０ｍである。
コア母相の紫外吸収端が２００ｎｍ以下にある本発明のファイバは、高パワー励起前後において、損失は２．６ｄＢから２．６ｄＢ（波長１．０μｍ）、１．８ｄＢから１．８ｄＢ（波長１．３５μｍ）といずれも変化しなかった。
【００２６】
〔比較例５〕
表３の♯７は、前記♯６のファイバのコア母相に５ｍｏｌ％のＰbＦ2を添加したものをコア母相にした光ファイバの特性である。
励起条件は実施例３と同一であった。
ファイバはΔｎは２．２％、カットオフ波長０．９７μｍ、損失は１００ｄＢ／ｋｍ（波長１．３５μｍ）、外径は１２５μｍ、長さ２０ｍである。
コア母相ガラスの紫外吸収端が２２２ｎｍにあるこのファイバでは、高パワー励起前後における損失は波長１．０μｍと波長１．３５μｍでそれぞれ２．８ｄＢから１３．０ｄＢと１０．２ｄＢ，２．０ｄＢから３．１ｄＢと１．１ｄＢ増加し、ファイバが劣化した。
【００２７】
〔比較例６〕
２０００ｐｐｍのＴmをコアに添加したテルライトファイバを高パワー励起し、その前後における波長１．０μｍと波長１．３５μｍの損失を測定した。
励起光源には波長１．０４７μｍのＮd：ＹＬＦレーザを用い、６００ｍＷを２時間入射した。
ファイバのコア、クラッド母相はそれぞれ６８．６ＴeＯ2−４．８Ｂi2Ｏ3−１９ＺnＯ−７．６Ｎa2Ｏガラス、７１ＴeＯ2−２１ＺnＯ−８Ｎa2Ｏ（ｍｏｌ％）ガラスであり、Δｎは２．０％、カットオフ波長１．０１μｍ、損失は４０ｄＢ／ｋｍ（波長１．３５μｍ）、外径は１２５μｍ、長さ２０ｍであった。
【００２８】
コア母相ガラスの紫外吸収端が３８０ｎｍにあるこのファイバでは、高パワー励起前後における損失は波長１．０μｍと波長１．３５μｍでそれぞれ１．６ｄＢから１９．５ｄＢと１７．９ｄＢ，０．８ｄＢから３．０ｄＢと２．２ｄＢ増大し、ファイバが劣化した。
【００２９】
なお、コア母相の紫外吸収端は、高パワー励起の結果ファイバ損失の増大が見られた２２１ｎｍよりも小さい２２０ｎｍ以下である必要がある。
更に、紫外吸収端は、Ｔmイオンから発生する紫外波長域の強いアップコンバージョン光の波長位置と、コアガラスの紫外吸収端の間隔がより大きくなる２１０ｎｍ以下であればより望ましく、２００ｎｍ以下であれば最も好ましい。
このように説明したように本発明は、光増幅用Ｔｍ添加光ファイバでは高パワー励起でファイバが劣化し、信号光の伝送損失が増大するという従来の課題に対し、コア母相が２２０ｎｍ以下の紫外吸収端を有するガラスからなる光増幅用Ｔｍ添加光ファイバとしたことにより、高パワー励起によって信号光の伝送損失が増大することのない光増幅用Ｔｍ添加光ファイバが得られる。
【００３０】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発明によれば、光増幅用Ｔm添加ファイバの、高光パワー励起における損失増加が防止できる。
これによってＴm添加ファイバを用いる１．４μｍ帯光ファイバ増幅器の特性劣化が生じないので増幅器の信頼性が確保される。
また、同じＴm添加ファイバを用いる１．６μｍ帯光ファイバ増幅器の信頼性も確保される。
従って、光通信システムの高信頼化が図れ、大容量化も可能になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１に用いた光増幅用ファイバモジュールの模式図である。
【図２】実施例１及び比較例１，２における光増幅用光ファイバのコア母相ガラスの紫外透過特性（試料の厚さ１０ｍｍ）を示すグラフであり、それぞれＡ，Ｂ，Ｃで示してある。
【符号の説明】
ａ 増幅用Ｔm添加光ファイバ
ｂ 石英光ファイバ
ｃ 石英光ファイバ
ｄ Ｖ溝接続部
ｅ コア拡大融着接続部
ｆ 励起光源
ｇ 合波手段
Claims (3)
- コアとクラッドの比屈折率差Δｎが１．４％以上で、コアガラスに発光イオンとしてＴmを含む光増幅用光ファイバにおいて、コア母相が、Ｚ r Ｆ 4 とＨ f Ｆ 4 よりなる群から選ばれた少なくとも１種を４５〜６５ｍｏｌ％、Ｓ r Ｆ 2 ，Ｂ a Ｆ 2 をそれぞれ、０〜１０ｍｏｌ％、５〜３５ｍｏｌ％、かつ、Ｂ a Ｆ 2 ＋Ｓ r Ｆ 2 が１５〜３５ｍｏｌ％、Ｌ a Ｆ 3 ，Ｇ d Ｆ 3 、Ｌ u Ｆ 3 をそれぞれ０〜１０ｍｏｌ％、Ａ l Ｆ 3 ，Ｓ c Ｆ 3 ，ＹＦ 3 をそれぞれ０〜８ｍｏｌ％、Ｌ i Ｆ，Ｎ a Ｆ，ＫＦ，Ｒ b Ｆ，Ｃ s Ｆをそれぞれ０〜２５ｍｏｌ％、かつその合計１００ｍｏｌ％よりなるＺ r Ｆ 4 ／Ｈ f Ｆ 4 系、または、Ａ l Ｆ 3 を２０〜５０ｍｏｌ％、Ｃ a Ｆ 2 ，Ｓ r Ｆ 2 ，Ｂ a Ｆ 2 よりなる群から選ばれた少なくとも一種を２０〜５０ｍｏｌ％、Ｍ g Ｆ 2 を０〜２５ｍｏｌ％、ＹＦ 3 を５〜３０ｍｏｌ％、Ｓ c Ｆ 3 ，Ｌ a Ｆ 3 ，Ｇ d Ｆ 3 ，Ｌ u Ｆ 3 をそれぞれ０〜１５ｍｏｌ％、Ｚ r Ｆ 4 ，Ｈ f Ｆ 4 をそれぞれ０〜２ｍｏｌ％、Ｌ i Ｆ，Ｎ a Ｆ，ＫＦ，Ｒ b Ｆ，Ｃ s Ｆをそれぞれ０〜１５ｍｏｌ％、かつその合計１００ｍｏｌ％よりなるＡ l Ｆ 3 系から構成され、２２０ｎｍ以下の紫外吸収端を有するフッ化物ガラスからなることを特徴とする光増幅用光ファイバ。
- 光増幅媒体と、前記光増幅媒体を励起する光源と、前記励起光源からの励起光と増幅すべき信号光とを合波して前記光増幅媒体に入力する合波手段とを備えた光増幅器であって、
前記光増幅媒体は、コアとクラッドの比屈折率差Δｎが１．４％以上で、コアガラスに発光イオンとしてＴmを含み、コア母相が、Ｚ r Ｆ 4 とＨ f Ｆ 4 よりなる群から選ばれた少なくとも１種を４５〜６５ｍｏｌ％、Ｓ r Ｆ 2 ，Ｂ a Ｆ 2 をそれぞれ、０〜１０ｍｏｌ％、５〜３５ｍｏｌ％、かつ、Ｂ a Ｆ 2 ＋Ｓ r Ｆ 2 が１５〜３５ｍｏｌ％、Ｌ a Ｆ 3 ，Ｇ d Ｆ 3 、Ｌ u Ｆ 3 をそれぞれ０〜１０ｍｏｌ％、Ａ l Ｆ 3 ，Ｓ c Ｆ 3 ，ＹＦ 3 をそれぞれ０〜８ｍｏｌ％、Ｌ i Ｆ，Ｎ a Ｆ，ＫＦ，Ｒ b Ｆ，Ｃ s Ｆをそれぞれ０〜２５ｍｏｌ％、かつその合計１００ｍｏｌ％よりなるＺ r Ｆ 4 ／Ｈ f Ｆ 4 系、または、Ａ l Ｆ 3 を２０〜５０ｍｏｌ％、Ｃ a Ｆ 2 ，Ｓ r Ｆ 2 ，Ｂ a Ｆ 2 よりなる群から選ばれた少なくとも一種を２０〜５０ｍｏｌ％、Ｍ g Ｆ 2 を０〜２５ｍｏｌ％、ＹＦ 3 を５〜３０ｍｏｌ％、Ｓ c Ｆ 3 ，Ｌ a Ｆ 3 ，Ｇ d Ｆ 3 ，Ｌ u Ｆ 3 をそれぞれ０〜１５ｍｏｌ％、Ｚ r Ｆ 4 ，Ｈ f Ｆ 4 をそれぞれ０〜２ｍｏｌ％、Ｌ i Ｆ，Ｎ a Ｆ，ＫＦ，Ｒ b Ｆ，Ｃ s Ｆをそれぞれ０〜１５ｍｏｌ％、かつその合計１００ｍｏｌ％よりなるＡ l Ｆ 3 系から構成され、２２０ｎｍ以下の紫外吸収端を有するフッ化物２２０ｎｍ以下の紫外吸収端を有するガラスからなることを特徴とする光増幅器。 - 請求項２に記載の光増幅器であって、
前記光増幅媒体と同等の比屈折率差を有し、前記光増幅媒体の両端に接続された第１の石英系光ファイバと、
通信用光ファイバと同等の比屈折率差を有し、前記第１の石英系光ファイバの前記光増幅媒体と反対の端に接続された第２の石英系光ファイバとを備えることを特徴とする光増幅器。
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