JP4686844B2

JP4686844B2 - Light amplification glass

Info

Publication number: JP4686844B2
Application number: JP2000337990A
Authority: JP
Inventors: 勢津久田部; 直樹杉本; 裕黒岩
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2000-11-06
Filing date: 2000-11-06
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2020-11-06
Also published as: JP2002145636A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光増幅ガラスに関する。特に、１．５３〜１．６３μｍの波長の光に対し広帯域で増幅可能な光増幅ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信分野への応用を目的として、マトリクスガラスにＥｒ（エルビウム）を添加した光増幅ガラスをコアとした光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）の研究開発が進められている。従来提案されている代表的なＥＤＦＡとして、前記マトリクスガラスが石英系ガラスであるＥｒ添加石英系ファイバ、前記マトリクスガラスがフッ化物ガラスであるＥｒ添加フッ化物ファイバが挙げられる。
一方、将来見込まれる通信サービスの多様化に対応するために、伝送容量の拡大が可能な波長多重光通信方式（ＷＤＭ）が提案されている。ＷＤＭは、波長多重のチャンネル数を増加させて伝送容量の増大を図るものであり、前記ＥＤＦＡのＷＤＭへの応用も検討されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来知られているＥｒ添加石英系ファイバには、そのファイバ単位長さあたりの光増幅率を増大させるためにＥｒ添加量を増加していくと濃度消光によって発光効率が低下し、かえってファイバ単位長さあたりの光増幅率が低下する問題があった。たとえば、１９９９年にＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓ社から発行されたＥｒｂｉｕｍｄｏｐｅｄｆｉｂｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ（Ｅｒドープファイバ増幅器）という書物の１１３頁には、Ｅｒ添加石英系ファイバにおいてＥｒ³⁺の濃度が０．０４モル％でも濃度消光が起こる旨の記載がある。石英系ガラスであるマトリクスガラスを１００％としたときの質量百分率表示で前記濃度を表すと０．１１％である。
【０００４】
Ｅｒ添加石英系ファイバにおいては、濃度消光のため、Ｅｒ添加量増加によってファイバ単位長さあたりの光増幅率を増大させ短いファイバによって所望の光増幅率を得ることは困難であり、その使用長は典型的には１０〜３０ｍまたはそれ以上であった。
【０００５】
また、Ｅｒ添加フッ化物ファイバには、光増幅のための励起光の強度が大きくなると熱的に損傷するおそれがあった。これはフッ化物ガラスのガラス転移点Ｔ_gが低く、典型的には３２０℃以下であることによる。
【０００６】
近年、ＷＤＭシステムの開発の進展にともなってコンパクトな光増幅器が求められており、そのような光増幅器に用いられる光増幅媒体のコンパクト化が望まれている。光増幅媒体のコンパクト化、すなわち短い光増幅媒体によって所望の光増幅を得るためには、濃度消光による発光効率の低下が起こりにくいこと、および、励起光による熱的損傷のおそれがないことが求められる。
【０００７】
本発明は、以上の課題を解決し、濃度消光による発光効率の低下が起こりにくく、かつＴ_gが高い光増幅ガラスの提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、マトリクスガラスに質量百分率表示で０．０１〜１０％のＥｒが添加されている光増幅ガラスであって、該マトリクスガラスがモル％表示で、Ｂｉ₂Ｏ₃を２０〜８０％、Ｙｂ₂Ｏ₃を０．０１〜１０％含有し、かつ、Ｂ₂Ｏ₃およびＳｉＯ₂の少なくともいずれか一方を含有し、Ｂ₂Ｏ₃およびＳｉＯ₂の含有量の合計が５〜７５％であり、Ｇａ₂Ｏ₃、ＷＯ₃およびＴｅＯ₂からなる群の１種以上を含有し、Ｇａ₂Ｏ₃、ＷＯ₃およびＴｅＯ₂の含有量の合計が０．１〜３５％である光増幅ガラスを提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の光増幅ガラス（以下本発明のガラスという。）は光増幅媒体であり、通常、コア／クラッド構造を有するガラスファイバまたは同構造を有する平面導波路のコアガラスとして使用される。
【００１０】
本発明のガラスのＴ_gは３６０℃以上であることが好ましい。その理由は、光増幅のための励起光として強度の大きいレーザー光を使用するとガラスの温度が局所的に高くなり、Ｔ_gが３６０℃未満では、ガラスが熱的に損傷し、その結果光損失が増加して光増幅が不充分となるおそれがあるからである。より好ましくは４００℃以上、特に好ましくは４２０℃以上である。
【００１１】
本発明におけるマトリクスガラスには光増幅機能を付与するためにＥｒが添加される。マトリクスガラスを１００％としたときのＥｒの質量百分率表示の添加量（Ｅｒ添加量）が０．０１％未満では、所望の光増幅が得られない。好ましくは０．１％以上、より好ましくは０．３％以上である。１０％超では、ガラス化が困難になる、または、濃度消光のためにかえって光増幅率が低下する。好ましくは８％以下、より好ましくは５％以下、特に好ましくは４％以下である。光増幅媒体の長さを小さくしたい場合にはＥｒ添加量を多くすることが好ましく、たとえば１％以上とすることが好ましい。
【００１２】
次に、本発明におけるマトリクスガラスの成分について、モル％を単に％と表示して以下に説明する。
Ｂｉ₂Ｏ₃は必須成分である。その含有量が２０％未満では利得が得られる波長幅Δλが小さい。好ましくは３０％以上、より好ましくは３５％以上、特に好ましくは４０％以上である。８０％超では、ガラス化が困難になる、ファイバ加工時に失透する、またはＴ_gが低くなりすぎる。好ましくは７０％以下、より好ましくは６０％以下、特に好ましくは５０％以下である。ここでいう失透とは結晶析出の顕著なものであり、ファイバ加工時にファイバ切れを起こしたり、光増幅ガラスファイバとしての使用時にファイバ破壊を起こしたりするものである。
【００１３】
Ｙｂ₂Ｏ₃は濃度消光を起こりにくくする効果または光増幅率を増大させる効果を有し、必須である。０．０１％未満では前記効果が小さい。好ましくは０．１％以上、より好ましくは０．５％以上である。１０％超ではガラス化が困難になる。好ましくは８％以下、より好ましくは５％以下である。
【００１４】
Ｂ₂Ｏ₃およびＳｉＯ₂はネットワークフォーマであり、ガラス作製時の結晶析出を抑制してガラス形成を容易にするために、少なくともいずれか一方は含有しなければならない。これらの含有量の合計が５％未満では、ガラス化が困難になる、またはファイバ加工時に失透する。より好ましくは１０％以上、さらに好ましくは１５％以上、特に好ましくは１９％以上、最も好ましくは２５％以上である。７５％超では光増幅率が低下する。より好ましくは６０％以下、さらに好ましくは５５％以下、特に好ましくは４５％以下、最も好ましくは４０％以下である。
【００１５】
Ｂ₂Ｏ₃の含有量は７５％以下でなければならないが、好ましくは６０％以下、より好ましくは４５％以下、特に好ましくは３０％以下である。Ｂ₂Ｏ₃を含有する場合、その含有量は１％以上であることが好ましい。
【００１６】
ＳｉＯ₂の含有量は７５％以下でなければならないが、好ましくは６０％以下、より好ましくは５０％以下、特に好ましくは４５％以下、最も好ましくは４０％以下である。ＳｉＯ₂を含有する場合、その含有量は１％以上であることが好ましい。より好ましくは１０％以上、特に好ましくは１９％以上、最も好ましくは２５％以上である。
【００１７】
Ｇａ₂Ｏ₃、ＷＯ₃およびＴｅＯ₂はΔλを大きくする成分であり、これら３成分の１種以上を含有しなければならない。これらの含有量の合計が０．１％未満ではΔλが小さくなる。好ましくは３％以上、より好ましくは５％以上、特に好ましくは１０％以上である。３５％超では光増幅率が低下する。好ましくは３０％以下、より好ましくは２５％以下である。
【００１８】
Ｇａ₂Ｏ₃の含有量は３０％以下であることが好ましい。より好ましくは２０％以下である。Ｇａ₂Ｏ₃を含有する場合、その含有量は、好ましくは１％以上、より好ましくは５％以上、特に好ましくは１０％以上である。
【００１９】
ＷＯ₃の含有量は３０％以下であることが好ましい。より好ましくは２０％以下、特に好ましくは１０％以下である。ＷＯ₃を含有する場合、その含有量は、好ましくは１％以上、より好ましくは３％以上である。
【００２０】
ＴｅＯ₂の含有量は３０％以下であることが好ましい。より好ましくは２０％以下である。ＴｅＯ₂を含有する場合、その含有量は、好ましくは１％以上、より好ましくは３％以上である。
【００２１】
本発明におけるマトリクスガラスは、下記酸化物基準で、
Ｂｉ₂Ｏ₃ ２０〜８０％、
Ｙｂ₂Ｏ₃ ０．０１〜１０％、
Ｂ₂Ｏ₃ ０〜６０％、
ＳｉＯ₂ ０〜６０％、
Ｇａ₂Ｏ₃ ０〜３０％、
ＷＯ₃ ０〜３０％、
ＴｅＯ₂ ０〜３０％、
Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜１０％、
ＧｅＯ₂ ０〜３０％、
ＣｅＯ₂ ０〜２％、
ＴｉＯ₂ ０〜３０％、
ＳｎＯ₂ ０〜３０％、
から本質的になることが好ましい。
【００２２】
Ｂｉ₂Ｏ₃、Ｙｂ₂Ｏ₃、Ｂ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｇａ₂Ｏ₃、ＷＯ₃およびＴｅＯ₂については先に説明したのでこれら７成分以外の成分について以下に説明する。
【００２３】
Ａｌ₂Ｏ₃は必須ではないが、ガラス作製時の結晶析出を抑制してガラス形成を容易にするために１０％まで含有してもよい。１０％超では光増幅率が低下するおそれがある。より好ましくは９％以下、さらに好ましくは８％以下、特に好ましくは７％以下、最も好ましくは５％以下である。Ａｌ₂Ｏ₃を含有する場合、その含有量は０．１％以上であることが好ましい。より好ましくは１％以上、特に好ましくは２％以上である。
【００２４】
ガラス作製時の結晶析出を抑制してガラス形成を容易にするために、Ａｌ₂Ｏ₃およびＧａ₂Ｏ₃の少なくともいずれか一方を含有し、これらの含有量の合計が３０％以下であることが好ましい。３０％超ではガラス化が困難になるおそれがある、またはガラス転移点が低くなりすぎるおそれがある。より好ましくは２５％以下である。また、前記含有量の合計は、好ましくは１％以上、より好ましくは３％以上、特に好ましくは１０％以上である。
【００２５】
ＧｅＯ₂は必須ではないが、ガラス形成を容易にする効果、または屈折率を高くする効果を有し、３０％まで含有してもよい。３０％超ではガラスが結晶化しやすくなる。好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下である。ＧｅＯ₂を含有する場合、その含有量は０．１％以上であることが好ましい。より好ましくは１％以上である。
【００２６】
ＣｅＯ₂は必須ではないが、Ｂｉ₂Ｏ₃がガラス融液中で金属ビスマスとなって析出しガラスの透明性を低下させるのを防止するために、２％まで含有してもよい。２％超ではガラスの黄色またはオレンジ色の着色が顕著になり透過率が低下する。好ましくは１％以下、より好ましくは０．５％以下である。ＣｅＯ₂を含有する場合、その含有量は０．１％以上であることが好ましい。透過率を高めたい場合はＣｅＯ₂を実質的に含有しないことが好ましい。
【００２７】
ＴｉＯ₂およびＳｎＯ₂はいずれも必須ではないが、ファイバ加工時の失透を抑制するために、それぞれ３０％までの範囲で含有してもよい。それぞれの含有量は１０％以下であることがより好ましい。
【００２８】
本発明における好ましいマトリクスガラスは本質的に上記成分からなるが、他の成分を本発明の目的を損なわない範囲で含有してもよい。該「他の成分」の含有量の合計は１０％以下であることが好ましい。たとえば、ファイバ加工時の失透を抑制するため、またはガラス化を容易にするために、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｒＯ₂、Ｌａ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、ＣｄＯ、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＰｂＯ等を含有してもよい。
【００２９】
本発明のガラスの製造方法については特に制限はなく、たとえば、原料を調合して混合し、白金ルツボ、アルミナルツボ、石英ルツボやイリジウムルツボ中に入れ、８００〜１３００℃で空気中で溶解し、得られた融液を所定のモールドにキャストする溶融法によって製造できる。また、ゾルゲル法や気相蒸着法などの溶融法以外の方法で製造してもよい。
このようにして作製したガラスからプリフォームを作成してファイバ化したり、二重ルツボ法によってファイバ化することによって光増幅ガラスファイバを作製できる。
【００３０】
【実施例】
表のＢｉ₂Ｏ₃からＣｅＯ₂までの欄にモル％表示で示す組成のマトリクスガラスにＥｒを添加したガラスを、１２００℃で溶解する溶融法により作製した。Ｅｒ添加量は、マトリクスガラスを１００％とする質量百分率表示で示す。例１〜４は実施例、例５は比較例である。
【００３１】
例１〜５のガラスに、波長９８０ｎｍのレーザ光を照射して発光スペクトルを測定した。発光強度の単位を任意単位として、発光スペクトルを図１に、発光強度のピーク値を表に、それぞれ示す。
また、波長１．５５μｍにおける屈折率ｎをエリプソメータにより、ガラス転移点Ｔ_g（単位：℃）を示差熱分析（ＤＴＡ）により、それぞれ測定した。結果を表に示す。
【００３２】
例１〜５のガラスのＥｒ添加量は質量百分率表示で２．５％であって、前記Ｅｒ添加石英系ファイバにおいて濃度消光が起るＥｒ添加量０．１１％よりも大きいにもかかわらず、例１〜５においては顕著な濃度消光は認められず光増幅が可能であることを示す。これは例１〜５におけるマトリクスガラスがＢｉ₂Ｏ₃系ガラスであることによると考えられる。なかでも例１〜４のガラスの発光強度は、Ｅｒ添加量が例１〜４と同じであって、かつＹｂ₂Ｏ₃を含有しない例５のガラスの発光強度に比べて大きく、より濃度消光が起りにくいものであることがわかる。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、励起光として強度の大きいレーザー光を使用しても熱的な損傷が起りにくく、かつ、濃度消光の起こりにくい光増幅ガラスが得られ、光増幅媒体のコンパクト化、さらには光増幅器のコンパクト化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】例１〜例５の光増幅ガラスの発光スペクトルを示す図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical amplification glass. In particular, the present invention relates to an optical amplification glass capable of amplifying in a wide band with respect to light having a wavelength of 1.53 to 1.63 μm.
[0002]
[Prior art]
For the purpose of application to the optical communication field, research and development of an optical fiber amplifier (EDFA) having an optical amplification glass in which Er (erbium) is added to a matrix glass as a core is in progress. As typical EDFAs proposed heretofore, there are Er-doped silica fibers in which the matrix glass is quartz glass, and Er-doped fluoride fibers in which the matrix glass is fluoride glass.
On the other hand, in order to cope with the diversification of communication services expected in the future, a wavelength division multiplexing optical communication system (WDM) capable of expanding the transmission capacity has been proposed. WDM is intended to increase the transmission capacity by increasing the number of wavelength-multiplexed channels, and application of the EDFA to WDM is also being studied.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventionally known Er-doped silica-based fiber, when the Er addition amount is increased in order to increase the optical amplification factor per unit length of the fiber, the light emission efficiency is lowered by concentration quenching, and instead the fiber unit length. There was a problem that the optical amplification factor per unit was lowered. For example, page 113 of a book called Erbium doped fiber amplifiers (Er doped fiber amplifiers) published by Academic Press in 1999 shows that even if the Er ³⁺ concentration is 0.04 mol% in an Er-doped silica fiber, the concentration is quenched. There is a description that happens. When the concentration is expressed in terms of mass percentage when the matrix glass, which is quartz glass, is 100%, it is 0.11%.
[0004]
In an Er-doped silica-based fiber, concentration quenching makes it difficult to increase the optical gain per unit length of fiber by increasing the amount of Er added, and to obtain a desired optical gain with a short fiber. Typically 10-30 m or more.
[0005]
Further, the Er-doped fluoride fiber may be thermally damaged when the intensity of excitation light for optical amplification increases. This low glass transition temperature T _g of the fluoride glass, typically by not more than 320 ° C..
[0006]
In recent years, with the progress of development of WDM systems, compact optical amplifiers are demanded, and it is desired to make optical amplification media used in such optical amplifiers compact. In order to obtain a desired optical amplification with a compact optical amplifying medium, that is, with a short optical amplifying medium, it is required that the light emission efficiency is not lowered due to concentration quenching and that there is no fear of thermal damage due to excitation light. It is done.
[0007]
An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a light amplification glass in which light emission efficiency is not easily lowered due to concentration quenching and _Tg is high.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a light amplification glass in which 0.01 to 10% of Er is added to a matrix glass in terms of mass percentage, the matrix glass is in mol% display, Bi ₂ O ₃ is 20 to 80%, Yb ₂ O ₃ and containing 0.01% to 10%, and, B ₂ O ₃ and containing at least one of SiO _2, the total content of B ₂ O ₃ and SiO ₂ is in the 5 to 75% There, contains Ga ₂ O _{_3,} WO ₃ and one or more of the group consisting of TeO _2, the optical amplifying glass sum of Ga ₂ O _{_3,} WO ₃ and the content of TeO ₂ is from 0.1 to 35 percent I will provide a.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The optical amplification glass of the present invention (hereinafter referred to as glass of the present invention) is an optical amplification medium, and is usually used as a glass fiber having a core / cladding structure or a core glass of a planar waveguide having the same structure.
[0010]
The T _g of the glass of the present invention is preferably 360 ° C. or higher. The reason for this is that when a high intensity laser beam is used as excitation light for light amplification, the glass temperature locally increases, and if the T _g is less than 360 ° C., the glass is thermally damaged, resulting in light loss. This is because there is a possibility that the optical amplification will be insufficient. More preferably, it is 400 degreeC or more, Most preferably, it is 420 degreeC or more.
[0011]
Er is added to the matrix glass in the present invention in order to impart an optical amplification function. When the addition amount (Er addition amount) of the Er mass percentage display when the matrix glass is 100% is less than 0.01%, desired optical amplification cannot be obtained. Preferably it is 0.1% or more, More preferably, it is 0.3% or more. If it exceeds 10%, vitrification becomes difficult, or the optical amplification factor is lowered due to concentration quenching. Preferably it is 8% or less, More preferably, it is 5% or less, Most preferably, it is 4% or less. When it is desired to reduce the length of the optical amplification medium, it is preferable to increase the Er addition amount, for example, 1% or more.
[0012]
Next, regarding the components of the matrix glass in the present invention, mol% is simply expressed as% and will be described below.
Bi ₂ O ₃ is an essential component. When the content is less than 20%, the wavelength width Δλ with which gain is obtained is small. Preferably it is 30% or more, more preferably 35% or more, and particularly preferably 40% or more. If it exceeds 80%, vitrification becomes difficult, devitrification occurs during fiber processing, or T _g becomes too low. Preferably it is 70% or less, More preferably, it is 60% or less, Most preferably, it is 50% or less. The devitrification here means remarkable crystal precipitation, which causes fiber breakage during fiber processing or fiber breakage when used as an optical amplification glass fiber.
[0013]
Yb ₂ O ₃ has an effect of making concentration quenching less likely to occur or an effect of increasing the optical amplification factor, and is essential. If it is less than 0.01%, the effect is small. Preferably it is 0.1% or more, More preferably, it is 0.5% or more. If it exceeds 10%, vitrification becomes difficult. Preferably it is 8% or less, More preferably, it is 5% or less.
[0014]
B ₂ O ₃ and SiO ₂ are network formers, and at least one of them must be contained in order to suppress crystal precipitation during glass production and facilitate glass formation. If the total of these contents is less than 5%, vitrification becomes difficult or devitrification occurs during fiber processing. More preferably, it is 10% or more, more preferably 15% or more, particularly preferably 19% or more, and most preferably 25% or more. If it exceeds 75%, the optical amplification factor decreases. More preferably, it is 60% or less, more preferably 55% or less, particularly preferably 45% or less, and most preferably 40% or less.
[0015]
The content of B ₂ O ₃ must be 75% or less, preferably 60% or less, more preferably 45% or less, and particularly preferably 30% or less. When B ₂ O ₃ is contained, the content is preferably 1% or more.
[0016]
The content of SiO ₂ must be 75% or less, preferably 60% or less, more preferably 50% or less, particularly preferably 45% or less, and most preferably 40% or less. When SiO ₂ is contained, the content is preferably 1% or more. More preferably, it is 10% or more, particularly preferably 19% or more, and most preferably 25% or more.
[0017]
Ga ₂ O ₃ , WO ₃ and TeO ₂ are components that increase Δλ, and must contain one or more of these three components. If the total of these contents is less than 0.1%, Δλ becomes small. Preferably it is 3% or more, More preferably, it is 5% or more, Most preferably, it is 10% or more. If it exceeds 35%, the optical amplification factor decreases. Preferably it is 30% or less, More preferably, it is 25% or less.
[0018]
The Ga ₂ O ₃ content is preferably 30% or less. More preferably, it is 20% or less. When Ga ₂ O ₃ is contained, its content is preferably 1% or more, more preferably 5% or more, and particularly preferably 10% or more.
[0019]
The content of WO ₃ is preferably 30% or less. More preferably, it is 20% or less, and particularly preferably 10% or less. When WO ₃ is contained, its content is preferably 1% or more, more preferably 3% or more.
[0020]
The content of TeO ₂ is preferably 30% or less. More preferably, it is 20% or less. When TeO ₂ is contained, its content is preferably 1% or more, more preferably 3% or more.
[0021]
The matrix glass in the present invention is based on the following oxides:
Bi ₂ O ₃ 20-80%,
Yb ₂ O ₃ 0.01 to 10%,
B ₂ O ₃ 0-60%,
SiO ₂ 0-60%,
Ga ₂ O ₃ 0~30%,
WO ₃ 0~30%,
TeO ₂ 0-30%,
Al ₂ O ₃ 0-10%,
GeO ₂ 0-30%,
CeO ₂ 0-2%,
TiO ₂ 0-30%,
SnO ₂ 0-30%,
Preferably consisting essentially of
[0022]
Since Bi ₂ O ₃ , Yb ₂ O ₃ , B ₂ O ₃ , SiO ₂ , Ga ₂ O ₃ , WO ₃ and TeO ₂ have been described above, components other than these 7 components will be described below.
[0023]
Al ₂ O ₃ is not essential, but may be contained up to 10% in order to suppress crystal precipitation during glass production and facilitate glass formation. If it exceeds 10%, the optical amplification factor may decrease. More preferably, it is 9% or less, more preferably 8% or less, particularly preferably 7% or less, and most preferably 5% or less. When Al ₂ O ₃ is contained, the content is preferably 0.1% or more. More preferably, it is 1% or more, and particularly preferably 2% or more.
[0024]
In order to suppress crystal precipitation during glass production and facilitate glass formation, at least one of Al ₂ O ₃ and Ga ₂ O ₃ is contained, and the total of these contents is 30% or less. Is preferred. If it exceeds 30%, vitrification may be difficult, or the glass transition point may be too low. More preferably, it is 25% or less. The total content is preferably 1% or more, more preferably 3% or more, and particularly preferably 10% or more.
[0025]
GeO ₂ is not essential, but has an effect of facilitating glass formation or an effect of increasing the refractive index, and may be contained up to 30%. If it exceeds 30%, the glass tends to crystallize. Preferably it is 10% or less, More preferably, it is 5% or less. When GeO ₂ is contained, the content is preferably 0.1% or more. More preferably, it is 1% or more.
[0026]
CeO ₂ is not essential, but Bi ₂ O ₃ may be contained up to 2% in order to prevent Bi ₂ O ₃ from depositing as metal bismuth in the glass melt and reducing the transparency of the glass. If it exceeds 2%, the yellow or orange coloration of the glass becomes remarkable, and the transmittance decreases. Preferably it is 1% or less, More preferably, it is 0.5% or less. When CeO ₂ is contained, the content is preferably 0.1% or more. When it is desired to increase the transmittance, it is preferable that substantially no CeO ₂ is contained.
[0027]
Neither TiO ₂ nor SnO ₂ is essential, but each may contain up to 30% in order to suppress devitrification during fiber processing. Each content is more preferably 10% or less.
[0028]
A preferred matrix glass in the present invention consists essentially of the above components, but may contain other components within a range not impairing the object of the present invention. The total content of the “other components” is preferably 10% or less. For example, MgO, CaO, SrO, BaO, ZrO ₂ , La ₂ O ₃ , ZnO, CdO, In ₂ O ₃ , PbO or the like is used to suppress devitrification during fiber processing or to facilitate vitrification. It may contain.
[0029]
There is no particular limitation on the method for producing the glass of the present invention. For example, the raw materials are prepared and mixed, put into a platinum crucible, alumina crucible, quartz crucible or iridium crucible, and melted in the air at 800 to 1300 ° C. It can be produced by a melting method in which the obtained melt is cast into a predetermined mold. Moreover, you may manufacture by methods other than melting methods, such as a sol-gel method and a vapor deposition method.
An optically amplified glass fiber can be produced by forming a preform from the glass thus produced and making it into a fiber, or making it into a fiber by a double crucible method.
[0030]
【Example】
A glass in which Er was added to a matrix glass having a composition represented by mol% in the columns from Bi ₂ O ₃ to CeO _{2 in the} table was produced by a melting method in which the glass was melted at 1200 ° C. The Er addition amount is shown by mass percentage display with the matrix glass being 100%. Examples 1 to 4 are examples, and example 5 is a comparative example.
[0031]
The glass of Examples 1 to 5 was irradiated with laser light having a wavelength of 980 nm, and the emission spectrum was measured. With the unit of emission intensity as an arbitrary unit, the emission spectrum is shown in FIG. 1, and the peak value of emission intensity is shown in the table.
Further, the refractive index n at a wavelength of 1.55 μm was measured by an ellipsometer, and the glass transition point T _g (unit: ° C.) was measured by differential thermal analysis (DTA). The results are shown in the table.
[0032]
Although the Er addition amount of the glasses of Examples 1 to 5 is 2.5% in terms of mass percentage and is larger than the Er addition amount of 0.11% at which concentration quenching occurs in the Er-doped silica-based fiber, In Examples 1 to 5, no significant concentration quenching was observed, indicating that light amplification is possible. This is considered to be because the matrix glass in Examples 1 to 5 is Bi ₂ O ₃ glass. In particular, the emission intensity of the glasses of Examples 1 to 4 is larger than the emission intensity of the glass of Example 5 in which the Er addition amount is the same as in Examples 1 to 4 and does not contain Yb ₂ O _3. It can be seen that is difficult to occur.
[0033]
[Table 1]

[0034]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain an optical amplifying glass that is less likely to be thermally damaged even when laser light having a high intensity is used as excitation light, and that is less susceptible to concentration quenching, and that the optical amplifying medium can be made more compact. The optical amplifier can be made compact.
[Brief description of the drawings]
1 is a graph showing an emission spectrum of the light amplification glass of Examples 1 to 5. FIG.

Claims

A light amplifying glass in which 0.1 to 4 % of Er is added to a matrix glass in terms of mass percentage, the matrix glass is expressed in mol%, Bi ₂ O ₃ is 35 to 50 %, Yb ₂ O ₃ 0.5-5% of SiO ₂ 25 to 40% of Ga ₂ O ₃ 10 to 20% of Al ₂ O ₃ 0 to 5% optical amplification you containing CeO ₂ 0 to 0.5% Glass.

Ga ₂ O ₃ and Al ₂ O ₃ content of total optical amplifying glass according to claim 1 Ru der 18.8% or more by mol% of the matrix glass.

Optical amplifying glass according to claim 1 or 2 glass transition point Ru der 420 ° C. or higher.