JP4755114B2 - 希土類金属がドープされたガラスコアを備えた二重クラッド光ファイバ - Google Patents
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Description
希土類元素 0.1〜2.5重量%
P 0〜5重量%
Al 0〜15重量%
Ge 0〜15重量%
F 0〜1重量%
を含むことが好ましい。
希土類元素 0.1〜2.5重量%
P 0〜5重量%
Al 0.5〜15重量%
Ge 0〜15重量%
F 0〜1重量%
を含んでいる。
F 0〜4重量%
B 0〜20重量%
の弗素および/または硼素を含むことが好ましい。
図4は、本発明の光ファイバの第1の実施例の屈折率分布を示す。この光ファイバは、図2Iに示されている断面を有する。この内側クラッドの両対向辺間の距離DINは260μmである。図4は、この光ファイバのコアの中心から測った距離に対する屈折率のデルタ%(純シリカの屈折率に対する)を示す。屈折率のデルタ%は、i=1,2または3、nsをシリカの屈折率としたとき、(ni 2−ns 2)/2ni 2である。この光ファイバは、Ybがドープされたコア12と、Geとシリカからなる内側クラッド14(デルタ%は約0.46)と、弗素および硼素がドープされた外側クラッド16とを有する。図4は、コア12の比屈折率(デルタ%)が約0.56、弗素と硼素がドープされた外側クラッド16の比屈折率が約−1.4であることを示している。Ybがドープされたファイバーコアは、1μmを超える波長に対して単一モードである。もしコア12にErがドープされている場合には、この光ファイバは1.55μmのレージング波長に対して単一モードである。光ファイバ10は、コア12についての比較的低いNA(約0.065)と、内側クラッド14についての高いNA(0.30)とを有する。(NAは(ni 2−ni+1 2)1/2で定義される)。この内側クラッドのNAは、ポンプ源のNAよりも高いことが好ましく、ポンプ光に対して90%以上の高い結合効率を示す。低いコアのNA(0.065)は、大きなコアサイズ(外径が10.5μm)とともに単一モード動作を可能にする。もしコアのNAがより高ければ(例えば0.13)、単一モードのためには、より小さいコア径(例えば約5μm)でなければならない。より大きいコア径と、より低いNAとが、コアがより多くのポンプパワーを内側クラッドから取り入れながら、単一モードに留まるのを可能にし、かつファイバのパワー処理能力をも増大させる。この例示的光ファイバの組成は下記の通りである。すなわち、
コア12: 0.6重量%のYb2O3、4.5重量%のAl2O3、
3.0重量%のGeO2
内側クラッド14: 8.5重量%のGeO2
外側クラッド16: 9重量%のBおよび2.7重量%のF。
図7は、本発明の光ファイバの第2の実施例の屈折率分布を示す。特に図7は、光ファイバの第2の実施例の半径に対する屈折率のデルタを示す。この光ファイバは、1100nmのレージング波長における多モードのYbがドープされたシリカベースのコアと、デルタ%がほぼゼロのほぼ同じ屈折率を有する二つの部分からなるシリカベースの内側クラッド14と、弗素がドープされた外側クラッド16とを備えている。内側クラッドのNAは0.16である。図7は、コア12の屈折率差(デルタ%)が0.7であり、弗素がドープされた外側クラッドの屈折率のデルタ%が−0.7であることを示している。コア12および内側クラッド14の第1部分は、内付け気相堆積(IVD)法によって作成される。コアのGe−Si微粒子はガラス管(内側クラッド14の第1部分)の内側に堆積され、次いで溶液による微粒子のYbドーピングが行なわれる。この構造体は密実なプリフォームに焼結される。次にこのプリフォームは、さらなる内側クラッドおよび外側クラッドの堆積のための心棒として用いられる。
コア12: 0.8重量%のYbO2、9.5重量%のP2O5、
5.4重量%のGeO2
内側クラッド14: 純粋のシリカ
外側クラッド16: 2.3重量%のF。
図10は、本発明の光ファイバの第3の実施例の屈折率分布を示す。この光るファイバは、Ybがドープされたコア12と、Geがドープされた0.3の比屈折率(デルタ%)を有するGeがドープされた内側クラッド14と、弗素がドープされた外側クラッド16とを備えている。図10は、コア12の屈折率差(デルタ%)が0.7であり、弗素がドープされた外側クラッド16の屈折率のデルタ%が−0.7であることを示している。この光ファイバに関する組成は下記の通りである。すなわち、
コア12: 0.8重量%のYbO2、9.5重量%のP2O5、
5.4重量%のGeO2
内側クラッド14: 6重量%のGeO2
外側クラッド16: 2.3重量%のF。
12 コア
14 内側クラッド
16 外側クラッド
18 保護コーティング
Claims (13)
- アクティブ光ファイバであって、
(1)希土類元素がドープされた第1の屈折率n1を有するシリカベースのコアと、
(2)n1>n2となるような第2の屈折率n2を有して前記コアを取り囲み、かつ0.15〜0.5の間の開口数を有するシリカベースの内側クラッドと、
(3)第3の屈折率n3を有して前記内側クラッドを取り囲み、かつn2>n3となるように屈折率を低下させるドーパントを含んだシリカベースの密実な外側クラッドとを備え、
前記内側クラッドの外径が少なくとも125μmであることを特徴とする光ファイバ。 - 前記希土類ドーパントがErまたはYbであることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。
- 前記コアが、
Yb 0.1〜2.5重量%
P 0〜5重量%
Al 0〜15重量%
Ge 0〜15重量%
F 0〜1重量%
を含むことを特徴とする請求項1記載の光ファイバ。 - 前記外側クラッドの屈折率を低下させるドーパントが弗素および/または硼素を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の光ファイバ。
- 前記内側クラッドが、屈折率を高めるドーパントを含んでいることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の光ファイバ。
- 前記内側クラッドの屈折率を高めるドーパントが、0〜20重量の範囲のGeを含むことを特徴とする請求項5項記載の光ファイバ。
- 前記外側クラッドの屈折率を低下させるドーパントが、
F 0〜4重量%
B 0〜20重量%
の範囲の弗素および/または硼素を含むことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の光ファイバ。 - 前記コアが楕円形であり、かつ該コアの短軸に沿った外径が5〜50μmの範囲にあり、かつ該コアが少なくとも1.5対1の縦横比を有することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項記載の光ファイバ。
- 前記コアが円形であり、かつ該コアの外径が9〜30μmの範囲にあることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項記載の光ファイバ。
- 前記内側クラッドの外径が125〜350μmの範囲にあり、かつ前記外側クラッドの外径が145〜500μmの範囲にあることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項記載の光ファイバ。
- 前記シリカベースの内側クラッドが非円形の外周を有することを特徴とする請求項1から10のいずれか1項記載の光ファイバ。
- 前記外側クラッドが、35μm未満の壁厚を有することを特徴とする請求項1から11のいずれか1項記載の光ファイバ。
- 前記外側クラッドが、10〜25μmの範囲の壁厚を有することを特徴とする請求項12項記載の光ファイバ。
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