JPH04265249A - 光増幅器及びレーザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は１．３μｍ帯での光増幅
に使用される光機能性ガラス、光ファイバ、ファイバ増
幅器及びファイバレーザに関する。

【０００２】

【従来の技術】１．３μｍ帯での光通信分野への応用等
のため、希土類元素を添加したガラスを用いてファイバ
増幅器、ファイバセンサ、ファイバレーザ等の光増幅装
置を作製する努力がなされている。例えば、燐酸塩系の
多成分ガラスにネオジムイオン（Ｎｄ３＋）を添加した
ガラスを準備し、このガラスから形成した光ファイバの
レーザ発振特性について評価した旨の報告（ＥＬＥＣＲ
ＯＮＩＣＳ　ＬＥＴＴＥＲＳ，１９９０，Ｖｏｌ．２６
，Ｎｏ．２，ｐｐ１２１−１２２　）等がなされている
。この報告では、光ファイバの特性に関して、Ｎｄ３＋
に対する蛍光ピーク波長１．３２μｍで、ＥＳＡ（ｅｘ
ｃｉｔｅｄ　ｓｔａｔｅ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）遷移
に起因するピークが波長が約１．３１μｍ、増幅ピーク
波長１．３６μｍという結果が得られたことが示されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の報告に
示される多成分ガラスでは波長１．３μｍ帯でレーザ発
振利得が得られていなかった。このようにレーザ発振利
得が得られない理由として、波長１．３２μｍ帯でのＮ
ｄ３＋の蛍光ピークが比較的微弱であることと、ＥＳＡ
遷移による比較的大きな吸収ピークがちょうど波長１．
３１μｍに存在することとが考えられている。

【０００４】更に、上記の光ファイバのように誘導放出
を利用して光増幅を行う場合には、単に波長１．３１μ
ｍの蛍光ピークが小さいということだけでなく、他に可
能な遷移による蛍光ピークが存在するということも問題
となる。つまり、上記光ファイバの場合には、Ｎｄ３＋
の波長１．３μｍ帯の蛍光ピークが比較的微弱であるこ
とに加え、Ｎｄ３＋のその他の可能な遷移に対応する波
長０．８μｍ帯、波長１．０６μｍ帯等での発光が比較
的強いということが問題となる。このような波長０．８
μｍ帯、波長１．０６μｍ帯等での発光による誘導放出
に起因して、波長１．３μｍ帯光の誘導放出が妨げられ
、その効率が著しく低下させられるものと考えられる。

【０００５】そこで、上述の事情に鑑み、本発明は、波
長１．３μｍ帯での光増幅を可能にする、或いはその増
幅効率を高める光機能性ガラスを提供することを目的と
している。

【０００６】また、本発明は上記光機能性ガラスを用い
た光ファイバ及び導波路素子を提供することを目的とす
る。

【０００７】更に、本発明は上記光ファイバを用いたフ
ァイバ増幅器及び導波路素子増幅器を提供することを目
的とする。

【０００８】更に、本発明は上記光ファイバを用いたフ
ァイバレーザ及び導波路素子レーザを提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は上記
課題の解決のため、鋭意研究を重ねた結果、Ｎｄ３＋を
活性物質として含む光機能性ガラスであって、１．３μ
ｍ帯での光増幅を可能にする、或いはその増幅効率を高
めるガラスを見出した。

【００１０】本発明の光機能性ガラスにあっては、活性
物質であるＮｄ３＋と共に、波長１μｍ付近に吸収帯を
有するＮｄ３＋以外の希土類イオンを吸収剤として添加
し、或いは波数約４０００ｃｍ−１のエネルギーをＮｄ
３＋から伝達されることが可能な希土類イオンを促進剤
として添加する。ホストガラス（マトリックスガラス）
となる多成分ガラスとしては、燐酸塩ガラス等の酸化物
系多成分ガラスの他、弗化物系ガラス、カルコゲナイド
ガラス等の使用が可能である。

【００１１】本発明の光機能性ガラスによれば、Ｎｄ３
＋と共に添加するプラセオジムイオン（Ｐｒ３＋）等の
吸収剤の存在により、Ｎｄ３＋の波長１μｍ付近（例え
ば、波長１．０６μｍ帯、波長０．８８μｍ帯等）での
発光を吸収させることができる。さらに、Ｎｄ３＋と共
に添加するテルビウムイオン（Ｔｂ３＋）等の促進剤の
存在により、Ｎｄ３＋の波長１．３μｍ帯での発光確率
を高めることもできる。この結果、Ｎｄ３＋の波長１．
３μｍ帯での発光・光増幅を可能にし、さらにその効率
、利得等を増大させることができるガラスを得ることが
、後述のように判明した。

【００１２】この場合、波長１．０６μｍ帯の発光を吸
収する吸収剤としては、Ｐｒ３＋の他、イッテルビウム
イオン（Ｙｂ３＋）、サマリウムイオン（Ｓｍ３＋）等
の使用が望ましい。また、波長０．８８μｍ帯の発光を
吸収する吸収剤としては、ホロミウムイオン（Ｈｏ３＋
）等の使用が望ましい。一方、波長１．３μｍ帯の発光
を促進する促進剤としては、Ｔｂ３＋の他、ユウロピウ
ムイオン（Ｅｕ３＋）等の使用が望ましい。

【００１３】Ｐｒ３＋、Ｙｂ３＋、Ｓｍ３＋等の濃度を
Ｎｄ３＋に対して重量で５０％から１５０％とすれば、
吸収剤としての効果を更に高めることができる。

【００１４】また、本発明の光ファイバは、上記の光機
能性ガラスからなるコアと、コアを取り囲みコアより低
い屈折率を有するクラッドとを備える。

【００１５】このような光ファイバによれば、コアガラ
ス中に、Ｎｄ３＋と共に、吸収剤及び／又は促進剤を添
加しているため、コアガラス中を伝搬する波長１．３１
μｍ帯光の光増幅が可能になり、或いは光増幅利得を増
大させることが可能になる。ファイバ化によってコアに
光が効率的に閉じ込められることと、閉じ込められた光
の損失が極めて低いこととから、低閾値でＮｄ３＋に反
転分布を形成することができるからである。

【００１６】また、本発明のファイバ増幅器は、上記の
光ファイバと、励起光源と、光学手段とを備えることと
している。ここに、光ファイバは波長１．３μｍ帯の信
号光を伝搬し、励起光源は波長０．８μｍ帯の励起光を
発生し、光学手段は励起光を励起光源から光ファイバ内
に入射させる。

【００１７】上記のファイバ増幅器によれば、光学手段
によりファイバ内に導入された波長０．８μｍ帯の励起
光によってＮｄ３＋が励起される。この励起されたＮｄ
３＋の多くは、これと同時に光ファイバ内に導入された
波長１．３μｍ帯の信号光等に誘導されて、放射光を発
生し、波長１．３μｍ帯での光増幅が可能になる。

【００１８】また、本発明のファイバレーザは、上記の
光ファイバと、励起光源と、光学手段とを備えることと
している。ここに、励起光源は波長０．８μｍ帯の励起
光を発生し、光学手段は励起光を励起光源から光ファイ
バ内に入射させる。さらに、本発明のファイバレーザに
は、光ファイバ内からの波長１．３μｍ帯又はその近傍
の光を光ファイバにフィードバックする共振器構造が形
成されている。

【００１９】上記のファイバレーザによれば、光学手段
によりファイバ内に導入された波長０．８μｍ帯の励起
光によってＮｄ３＋が励起される。この励起されたＮｄ
３＋の一部又は多くは、これと同時に光ファイバ内に導
入された波長１．３μｍ帯の信号光等に誘導されて、放
射光を発生し、波長１．３μｍ帯での光増幅が可能にな
る。

【００２０】上記光ファイバを導波路素子に置き換えれ
ば、極めて小型の導波路素子増幅器、導波路素子レーザ
帯を構成することができる。

【００２１】

【実施例】以下に、本発明の原理と完成に至った経緯と
を説明する。

【００２２】上記の現象に関し、発明者は２つの仮説を
立てて検討した。これらの仮説について順次説明する。

【００２３】［第１の仮説についての説明］Ｎｄ３＋添
加の光機能性ガラスに導入された０．８μｍ帯の励起光
は活性物質であるＮｄ３＋を励起する。この結果、エネ
ルギー準位４　Ｆ３／２　からエネルギー準位４　Ｉ１
３／２への遷移に対応する１．３μｍ帯の幅射が可能に
なり、その他の幅射として、エネルギー準位４　Ｆ３／
２　からエネルギー準位４　Ｉ１１／２又は４　Ｉ９／
２　への遷移に対応する波長１．０６μｍ帯又は０．８
８μｍ帯の幅射等が可能になる。

【００２４】Ｎｄイオンに関する上記の現象を統計的に
考えてみる。ホストガラス中のＮｄ３＋の多数は、励起
されて波長１．３μｍ帯での発光に対応する遷移が可能
な状態となっている。また、波長０．８８μｍ帯、波長
１．０６μｍ帯等の発光に対応する望ましくない遷移も
同時に可能な状態となっている。この場合、励起された
上記Ｎｄ３＋の一部分は、自然放出或いは誘導放出によ
り所定の確率で波長１．３μｍ帯の光を放射する。また
、励起された上記Ｎｄ３＋の一部分は、自然放出或いは
誘導放出により、所定の確率で波長１．３μｍ帯の光で
はなく波長０．８８μｍ若しくは１．０６μｍ帯の光を
放射する。この場合、ホストガラス中に、波長０．８８
μｍ帯若しくは１．０６μｍ帯の放射光の吸収体即ち吸
収剤であって波長１．３μｍ帯の放射光の吸収剤でない
物質がある程度の量存在すれば、これらの吸収剤は放射
された０．８８μｍ帯若しくは１．０６μｍ帯の光を吸
収する。この吸収により、波長０．８８μｍ帯若しくは
１．０６μｍ帯の放射光に起因する誘導放出を抑制する
ことができる。例えば波長１．０６μｍ帯の放射光のみ
の吸収剤を用いた場合を考えてみると、これらの吸収剤
はＮｄ３＋の少なくとも一方の波長１．０６μｍ帯での
発光を抑制することができ、波長１．３μｍ帯での誘導
放出の効率の低下を防止することができる。さらに波長
０．８８μｍ帯の光の吸収剤を用いた場合を考えてみる
と、少なくとも一方の波長０．８８μｍ帯での発光を抑
制することができるので、波長１．３μｍ帯での誘導放
出の効率の低下を防止することができると考えられる。

【００２５】以上の仮説について、図１、図２及び図３
を参照してより具体的に説明する。

【００２６】図２は、燐酸塩系のガラス試料に添加され
たＮｄ３＋のエネルギー準位を示した図である。図に示
す吸・発光遷移の波長は、このガラスから作製したファ
イバを自記分光光度計及び光スペクトルアナライザを用
いて測定することにより算出したものである。説明が重
なるが主な遷移について説明すると、約０．８０μｍの
励起光により、基底準位４　Ｉ９／２　にある電子が準
位４　Ｆ５／２　に一旦励起され、多フォノン緩和によ
り準位４　Ｆ３／２　に遷移する。このようなポンピン
グにより、準位４　Ｆ３／２　と、準位４　Ｉ９／２　
、４　Ｉ１１／２、４　Ｉ１３／２及び４　Ｉ１５／２
との間に反転分布が形成されると、波長０．８８μｍ、
１．０６μｍ、波長１．３３μｍ、波長１．８０μｍを
ピークとした発光が可能になる。これらの内、波長０．
８８μｍ、波長１．０６μｍ及び波長１．３３μｍでの
発光の強度比は、励起光のみをこのファイバに入射させ
た場合の蛍光ピークの高さの比から求められ、それぞれ
約５：９：１であった。尚、波長１．８０μもでの発光
強度は比較的弱いため求めていない。

【００２７】この様に、波長１．０６μｍ帯若しくは０
．８８μｍ帯での発光確率が非常に大きいという事実に
対し、この発光による誘導放出を低減させるための方法
を示したのが図１である。

【００２８】図１（ａ）に注目すると、励起された第１
のＮｄイオン１１は、例えば自然放出により波長１．３
μｍ帯、波長０．８μｍ帯若しくは波長１．０６μｍ帯
の光を放射する。この場合、波長０．８８μｍ帯及び波
長１．０６μｍ帯での発光確率が非常に大きいため、自
然放出光によって誘導される第２のＮｄイオン１２の多
くは、波長０．８８μｍ帯若しくは波長１．０６μｍ帯
の光を放射することとなる。他方、図１（ｂ）に注目す
ると、図１（ａ）と同様に、励起された第１のＮｄイオ
ン１１が波長１．３μｍ帯、波長０．８８μｍ帯若しく
は波長１．０６μｍ帯の光を放射する。例えばここで、
発光確率の高い０．８８μｍ帯光若しくは１．０６μｍ
帯光の適当な吸収剤である吸収体１３が存在すれば、波
長０．８８μｍ帯若しくは１．０６μｍ帯の放射光はこ
の吸収体１３に吸収されて第２のＮｄイオン１２に影響
しなくなる。

【００２９】本発明の場合、波長１．０６μｍ帯の吸収
体（又は吸収剤）と波長０．８８μｍ帯の吸収体（又は
吸収剤）を使用する。波長１．０６μｍ帯の吸収体の場
合、その発光確率が比較的高いため、波長１．３μｍ帯
での誘導放出の確率を効果的に高めることができる。一
方、波長０．８８μｍ帯の吸収体の場合、このような波
長１．０６μｍ帯の放出光に起因する誘導放出を抑制す
ることはできないが、少なくとも波長０．８８μｍ帯の
放出光に起因する誘導放出を抑制することができるので
、波長１．３μｍ帯での誘導放出の確率を高めることが
できる。

【００３０】上記波長１．０６μｍ帯又は０．８８μｍ
帯の吸収体としての条件は、波長約１．０６μｍ又は０
．８８μｍの自然放出光又は誘導放出光を直ちに吸収す
るものであること、波長約１．３μｍの放出光を吸収し
ないものであること等である。この様な吸収体として活
性イオンを用い、これをＮｄ３＋と共にホストガラスに
添加する場合、吸収帯がブロードな遷移金属イオンの使
用は適さず、吸収帯がシャープな希土類イオンの使用が
望ましい。更に、励起の対象となるエネルギー準位に多
数の電子が存在する必要があり、なおかつ、遷移した先
のエネルギー準位の状態密度が高くその準位の占有率が
低い必要がある。

【００３１】図３は、このような条件での希土類イオン
の選択を示したものである。尚、図３に示される希土類
イオンのエネルギー準位は結晶中のものである。

【００３２】上記の条件を満たす希土類イオンの第１候
補として、波長１．０６μｍの吸収確率が高くかつ１．
３μｍの吸収確率が無視できるとの理由から、Ｐｒ３＋
、Ｙｂ３＋及びＳｍ３＋が望ましいことがわかる。Ｐｒ
３＋の３　Ｈ４　→１　Ｇ４　遷移は約９７００ｃｍ−
　１　のエネルギーになっており、この値は波長１．０
６μｍ（９４００ｃｍ−　１　）の放射光に対応するか
らである。さらに、Ｙｂ３＋の２　Ｆ７／２　→２　Ｆ
５／２　遷移とＳｍ３＋の６　Ｈ７／２　→６　Ｆ１１
／２遷移も、それぞれ約９６００ｃｍ−１と約９５００
ｃｍ−　１　のエネルギーになっており、波長１．０６
μｍの放射光に対応するからである。なお、自然放出程
度の吸収によっては、Ｐｒ３＋等の希土類イオン自体に
反転分布を形成できないものと考えられる。

【００３３】以上の仮説が適切なものであるかどうかは
不明である。いずれにせよ、本発明者の実験・検討によ
れば、Ｎｄ３＋を活性物質として添加したガラス中にＰ
ｒ３＋を添加し、或いはそのＰｒ３＋をＮｄ３＋に対し
て５０％から１５０％の範囲のＰｒ３＋を添加すること
により、Ｎｄ３＋の１．０６μｍ帯での発光をＰｒ３＋
に吸収させることができ、波長１．３μｍ帯での光増幅
を可能にする或いはその増幅効率を高める有望なガラス
が得られることがわかった。また、Ｎｄ３＋を活性物質
として添加したガラス中にＳｍ３＋を添加し、或いはそ
のＰｒ３＋をＮｄ３＋に対して５０％乃至１５０％の範
囲のＳｍ３＋を添加することによっても同様に有望なガ
ラスが得られることがわかった。さらに、Ｎｄ３＋を活
性物質として添加したガラス中にＹｂ３＋を添加し、或
いはそのＹｂ３＋をＮｄ３＋に対して５０％以上であっ
てガラス形成能を劣化させない程度の量の範囲で変化さ
せることによっても同様に有望なガラスが得られた。

【００３４】上記の条件を満たす希土類イオンの第２候
補として、波長０．８８μｍの吸収確率が高くかつ波長
１．３μｍの吸収確率が無視できるとの理由から、Ｈｏ
３＋が望ましいことがわかる。Ｈｏ３＋の５　Ｉ８　→
５　Ｉ５　遷移は波数約１１０００ｃｍ−１であり、こ
の値は波長０．８８μｍ（波数約１１４００ｃｍ−１）
に対応するからである。

【００３５】以上の仮説が適切なものであるかどうかは
不明である。いずれにせよ、本発明者の実験・検討によ
れば、ガラス中にＮｄ３＋と共にＨｏ３＋を添加するこ
とにより、Ｎｄ３＋の波長０．８８μｍ帯での発光をＨ
ｏ３＋に吸収させることができ、波長１．３μｍ帯での
光増幅を可能にする或いはその増幅率を高める有望なガ
ラスが得られた。

【００３６】［第２の仮説についての説明］Ｎｄ３＋添
加の光機能性ガラスに導入された０．８μｍ帯の励起光
は、活性物資であるＮｄ３＋を励起する。この結果、遷
移４　Ｆ３／２　→４　Ｉ１３／２に対応する１．３μ
ｍ帯の輻射が可能になる。その他の輻射として、エネル
ギー準位４　Ｆ３／２　からエネルギー準位４　Ｉ１１
／２又は４　Ｉ９／２　への遷移に対応する波長１．０
６μｍ帯又は波長０．８８μｍ帯の輻射等も可能になる
。

【００３７】Ｎｄイオンに関する上記の現象を統計的に
考えてみる。ホストガラス中のＮｄ３＋の多数は、０．
８μｍ帯の励起光によって励起されて、波長１．０６μ
ｍ帯、波長０．８８μｍ帯波長１．３μｍ帯等の発光に
対応する遷移が可能な状態となっている。励起された上
記Ｎｄ３＋の一部分は、自然放出により所定の確率で波
長１．３μｍ帯の光を放射する。また、励起された上記
Ｎｄ３＋の一部分は、自然放出により、波長１．３μｍ
帯放射光よりも高い確率で波長１．０６μｍ帯及び０．
８８μｍ帯の光を放射する。この場合、Ｎｄ３＋の波長
１．３μｍ帯光の放射を促進させるための物として、波
長１．３μｍ帯光の放射のみの発光促進物、即ち促進剤
がホストガラス中にある程度の量で存在すれば、これら
の促進剤はＮｄ３＋の１．３μｍ帯光の放射のみを促進
させ、波長１．３μｍ帯の誘導放出の効率を高めること
ができるものと考えられる。更に、波長１．０６μｍ帯
及び０．８８μｍ帯での発光確率が相対的に減少するた
め、例えば１．０６μｍ帯光によって波長１．３μｍ帯
の誘導放出が妨害される可能性が減少するものと考えら
れる。

【００３８】以上の仮説について、図２〜図４を参照し
てより具体的に説明する。

【００３９】図２の説明で既に述べたように波長０．８
０μｍの励起光の存在によって０．８８μｍ、波長１．
０６μｍ、波長１．３３μｍをピークとした発光が可能
になる。これらの発光の強度は、外因がないものとすれ
ば自然放出による発光強度と考えてよく、それぞれ約５
：９：１である。即ち、波長１．３μｍ帯での発光確率
は、波長１．０６μｍ帯及び０．８８μｍ帯での発光確
率に比較してかなり低いということが分かる。

【００４０】図４は、波長１．３μｍ帯での発光確率を
高める方法であって、波長１．０６μｍ帯及び０．８８
μｍ帯での発光に起因する波長１．３μｍ帯での誘導放
出の効率の低下を防止する方法を示したものである。

【００４１】波長０．８μｍ帯光で励起されたＮｄ３＋
は、例えば自然放出により波長０．８８μｍ帯、波長１
．０６μｍ帯及び波長１．３μｍ帯の光を放射する。 ここで、波長１．３μｍ帯光のみの放射を促進させる適
当な促進剤として、基底準位の約４０００ｃｍ−１上方
に励起準位を有する活性イオンがＮｄ３＋近傍に存在す
れば、Ｎｄ３＋のエネルギー準位４　Ｉ１３／２に存在
する励起状態の電子を基底準位４　Ｉ９／２　に効果的
に遷移させることができる。つまり、Ｎｄ３＋のエネル
ギー準位４　Ｉ１３／２に存在する励起された電子から
のエネルギー伝達により、上記活性イオンの基底準位に
存在する多くの電子がその励起準位に励起されるととも
に、Ｎｄ３＋の準位４　Ｉ１３／２に存在する多くの電
子はその基底準位４　Ｉ９／２　遷移することとなる。 言い換えるならば、Ｎｄ３＋の準位４　Ｉ１３／２に存
在する励起された電子は、輻射過程、フォノン放出過程
等を介して緩和されるのみならず、近傍の活性イオンと
の間のエネルギー伝達によっても効果的に緩和されるこ
ととなる。この結果、多くのＮｄ３＋ではエネルギー準
位４　Ｆ３／２　と準位４　Ｉ１３／２との間の反転分
布の度合いが高められることとなり、波長１．３μｍ帯
光の放射を促進させることができる。更に、波長１．３
μｍ帯光の放射確率が増大することにともない、波長１
．０６μｍ帯光等の放射確率が相対的に減少する。この
ような状態のＮｄ３＋を含むガラスに１．３μｍ帯の信
号光が入射すると、波長１．３μｍ帯での誘導放出が１
．０６μｍ帯及び０．８８μｍ帯での発光に妨げられる
可能性が減少し、発光が効果的に行われる。よって、Ｅ
ＳＡに起因する波長１．３μｍ帯域での吸収の存在にも
かかわらず、波長１．３μｍ帯での光増幅・発光が可能
になるとともに、光増幅の利得を増大させることができ
る。

【００４２】上記促進剤の条件としては、基底準位の約
４０００ｃｍ−１上方にエネルギー準位を有することの
みならず、波長約１．３μｍ帯の放出光を吸収しないも
のであること、励起光を吸収しないこと等も必要である
。 この様な促進剤として活性イオンを用いて、これをＮｄ
３＋と共にホストガラスに添加する場合、吸収帯がブロ
ードな遷移金属の使用は適さず、吸収帯がシャープな希
土類元素の使用が望ましい。

【００４３】更に、その活性イオンの基底準位から約４
０００ｃｍ−１上方のエネルギー準位の状態密度が高い
ことが望ましい。

【００４４】図３に示したように、上記の条件を満たす
希土類元素の候補として、Ｔｂ３＋若しくはＥｕ３＋が
望ましいことがわかる。Ｔｂ３＋の７　Ｆ６　　　→　
　７　Ｆ４　　　遷移及びＥｕ３＋の７　Ｆ０　　　→
　　７　Ｆ５　遷移は、それぞれ波数約３２００ｃｍ−
１及び３８００ｃｍ−１となっており、これらの値は準
位４　Ｉ１１／２と準位４　Ｉ９／２　とのエネルギー
差である波数４０００ｃｍ−１にほぼ対応するからであ
る。

【００４５】上記の仮説が適切なものであるかどうかは
不明である。いずれにせよ、本発明者の実験・検討によ
れば、ガラス中に、Ｎｄ３＋と共にＴｂ３＋若しくはＥ
ｕ３＋又は両者を添加することにより、Ｎｄ３＋の波長
１．３μｍ帯での発光をＴｂ３＋若しくはＥｕ３＋によ
って促進させることができ、波長１．３μｍ帯での光増
幅を可能にする或るはその増幅効率を高める有望なガラ
スが得られた。

【００４６】［光機性ガラスの応用例］（１）光ファイ
バ 上記の光機能性ガラスは光伝送路用の素材として用いら
れ、例えば平面導波路等に形成しても良いが、上記の光
機能性ガラスからなるコアと、該コアを取り囲み該コア
より低い屈折率を有するクラッドと、を備えた光ファイ
バを作製することが、長尺の光伝送路を得る上では望ま
しい。

【００４７】上記光ファイバは、具体的には下記のよう
にして作製される。まず、Ｎｄ３＋添加の光機能性ガラ
スをコアとするプリフォームをロッドインチューブ法等
により準備する。次に、準備したプリフォームを図５の
ような線引き装置にセットし、光ファイバに線引きする
。 図５に示すように、プリフォーム２１は送り装置２２に
固定されて徐々に降下する。このとき、プリフォーム２
１はヒータ２３で加熱され、軟化して線引きが開始され
る。線引きされたファイバ２０は、キャプスタン２４を
経由して、巻取ドラム２５に巻き取られる。図６は、こ
うして得られた光ファイバ２０を拡大して示した図であ
る。光ファイバ２０は、Ｎｄ３＋と共にＰｒ３＋、Ｙｂ
３＋、Ｓｍ３＋、Ｔｂ３＋、Ｅｕ３＋、Ｈｏ３＋等を添
加したコア２０ａと、コア２０ａよりも相対的に屈折率
が低くＮｄ３＋及びＰｒ３＋その他の希土類イオン両方
を添加していないクラッド層２０ｂとを備えている。

【００４８】上記のような光機能性ガラスをコアとした
光ファイバによれば、ファイバレーザ、ファイバ増幅器
、ファイバ検出器等への応用が可能になる。即ち、コア
ガラス中にＮｄ３＋と共にＰｒ３＋その他の希土類イオ
ンを添加しているため、波長１．３１μｍ帯でも光増幅
利得が得られるばかりでなく、波長１．０６μｍ帯の発
光に起因するロスが減少する。更には、ファイバ化によ
ってコアに光が効率的に閉じ込められ、その光の損失が
極めて低いことから、低閾値で反転分布を形成すること
ができる。したがって、高利得の光増幅装置等への応用
が可能になるのである。

【００４９】（２）ファイバ増幅器 上記の光ファイバ２０は、一つの応用例として１．３μ
ｍ帯のファイバ増幅器に使用することができる。

【００５０】例えば図７に示すように、ファイバ増幅器
は、希土類を添加した光ファイバ３０と、励起の為のレ
ーザ光源３２と、光学手段３３、３８ａ、３８ｂ、３９
ａ、３９ｂとを備える。光ファイバ３０は１．３μｍ帯
のレーザ光の光伝送路となる。また、レーザ光源３２は
、波長０．８μｍ帯の励起光を発生する。さらに、光学
手段３３、３８ａ、３８ｂ、３９ａ、３９ｂは、励起光
をレーザ光源３２から光ファイバ３０内に入射させる。 つまり、レーザ光源３２からの励起光は、光ファイバ３
９ａを介してファイバカプラ３３に導入され、信号光源
３１から光ファイバ３８ａを介してファイバカプラ３３
に導入された信号光と結合される。結合された信号光及
び励起光は、光ファイバ３８ｂを介して光ファイバ３０
内に導入される。

【００５１】ファイバカプラ３０は、例えば２本の光フ
ァイバ３８、３９を融着延伸することによって形成する
ことができる。この場合、ファイバカプラ３３から伸び
る１本の光ファイバ３９ｂの終端は、マッチングオイル
３７に漬浸される。これにより、光ファイバ３９ｂから
ファイバカプラ３３への戻り光が防止される。

【００５２】因みに、光ファイバ３０の出力側には、光
スペクトラムアナライザ３５が設けられており、これら
の間にはフイルタ３６が介存されている。このフィルタ
３６は光ファイバ３０から出力される光のうち励起光を
カットする。この結果、光スペクトラムアナライザ３５
は光ファイバ３０から出力された信号光のみを測定する
ことができ、更には光増幅利得の測定が可能になる。

【００５３】上記のようは光ファイバと、レーザ光源及
び光学手段とを備えた波長１．３μｍ帯のファイバ増幅
器によれば、光学手段によりファイバ内に導入された波
長０．８μｍのレーザ光によってＮｄ３＋が励起される
。 この励起されたＮｄ３＋の多くは、これと同時に光ファ
イバ内に導入された波長１．３μｍ帯の信号光等に誘導
されて、放射光を発生し、波長１．３μｍ帯での光増幅
が可能になる。

【００５４】（３）ファイバレーザ 更に、上記の光ファイバ２０は、別の応用例として波長
１．３μｍ帯のファイバレーザに使用することができる
。

【００５５】例えば図８に示すように、ファイバレーザ
は、希土類元素を添加した光ファイバ３０と、レーザ光
源３２と、光学手段３８とを備える。レーザ光源３２と
して、波長０．８μｍ帯の励起光を発生するレーザダイ
オードを使用する。光学手段３８として、励起光をレー
ザ光源３２から光ファイバ３０内に入射させるレンズ等
を使用する。また、光ファイバの出力端を適当な鏡面に
仕上げ、この出力端とレーザダイオードの端面とで共振
器構造を形成する。この場合、励起光が入射する光ファ
イバの入出力端を適当な鏡面に仕上げ、この入出力端か
ら共振器構造を形成してもよい。更に、共振器構造を誘
電体ミラー等を使用する通常のタイプのものとしてもよ
い。

【００５６】上記のファイバレーザにおいて、レーザ光
源３２からの波長０．８μｍ帯の励起光は、光学手段３
８によって光ファイバ３０内に導入される。光ファイバ
３０内のＮｄ３＋は所定の状態に励起されて波長１．３
μｍの発光が可能な状態になる。この結果、励起光の出
力が所定値を越えると波長１．３μｍ帯でレーザ発振が
生じる。

【００５７】（４）導波路素子増幅器 図９は、導波路素子増幅器への応用例を示した図である
。基板１２０上に２またに分岐する平面導波路１３０ａ
、１３０ｂ、１３０ｃを形成する。平面導波路１３０ａ
にはＮｄ３＋とともにＰｒ３＋、Ｙｂ３＋、Ｓｍ３＋、
Ｔｂ３＋、Ｅｕ３＋、Ｈｏ３＋等の活性物質が添加され
ている。 平面導波路１３０ａの他端には、グレーティングからな
るフィルタ１３６を形成してある。平面導波路１３０ｂ
には、波長１．３μｍ帯の信号光を入射させる。また、
平面導波路１３０ｃには、波長０．８μｍの励起光を入
射させる。レーザ光源としては、図３のものと同様のも
のを用いる。

【００５８】図４のファイバ増幅器１００の動作につい
て簡単に説明する。波長１．３μｍ帯の信号光は平面導
波路１３０ｂをへて平面導波路１３０ａ内に入射し、Ｌ
Ｄ等の励起光源からの波長０．８μｍの励起光も平面導
波路１３０ｃをへて平面導波路１３０ａ内に入射する。 励起されたＮｂ３＋は信号光に誘導されて、遷移４　Ｆ
３／２　→４　Ｉ１３／２に対応する波長１．３μｍ帯
の放射光を発生する。励起光が所定の強度を越えると、
信号光は増幅されることとなる。

【００５９】［具体的実施例］以下、本発明者らによる
具体的な実施例について説明する。

【００６０】（１）Ｐｒ３＋を共添加した場合まず、ホ
ストガラス原料としてＮａ２　Ｏ、Ａｌ２　Ｏ３及び５
酸化リンを用意し、それぞれを組成が１５Ｎａ２　Ｏ−
１５Ａｌ２　Ｏ３　−７０Ｐ２　Ｏ５　（ｍｏｌ％）の
ガラスとなるように調合する。これに希土類元素Ｎｄの
酸化物であるＮｄ２　Ｏ３　と、Ｐｒ２　Ｏ３　とを所
定量添加し、白金ルツボ中で溶融させる。Ｎｄ２　Ｏ３
　の添加量は、Ｎｄ３＋の濃度がホストガラスに対して
、重量で５００ｐｐｍとなるように調整する。また、Ｐ
ｒ２　Ｏ３　の添加量は、Ｐｒ３＋のホストガラスに対
する重量濃度が０、２００、５００、７００、１０００
ｐｐｍとなるように調整した。つまり、Ｎｄ３＋に対す
るＰｒ３＋の濃度は０、４０、１００、１４０、２００
％となっている。溶融した原料は、十分な混合が完了し
た後に急冷処理し、ガラス化する。

【００６１】このガラスの光増幅特性を評価するため、
下記のようにしてファイバを作製した。まず、上記の組
成のガラスを棒状に成形し、コア用のガラスロッドとす
る。次に、このガラスロッドと組成がほぼ等しく、屈折
率がわずかに低いガラスを溶融・成形し、クラッドパイ
プとする。このクラッドパイプのガラスの組成は２Ｐｂ
Ｏ−１５Ｎａ２　Ｏ−１５Ａｌ２　Ｏ３　−６８Ｐ２　
Ｏ５　（ｍｏｌ％）であり、Ｎｂ３＋及びＰｒ２　Ｏ３
　を添加していない。これらのコアロッド及びクラッド
パイプはプリフォームに形成され、図５の装置によって
線引きされる。この結果、コア径８μｍで外径１２５μ
ｍのＳＭファイバが得られた。このＳＭファイバは、測
定のため１０ｍの長さのファイバ試料に切り出した。

【００６２】このようなファイバ試料の特性の評価は、
図７のファイバ増幅器等によって行った。結果は図１０
のグラフに示す。

【００６３】図１０に示したゲインは波長１．３１０μ
ｍにおけるものである。レーザ光源３２としては、Ｔｉ
−サファイアレーザを用い、励起波長を０．７８μｍと
し、励起光強度を１００ｍＷとした。入力信号の強度は
、−３０ｄＢｍとし、ピーク波長を１．３１０μｍとし
た。

【００６４】図に示したように、コアガラス中に共添加
するＰｒ３＋の濃度がＮｄ３＋に対して５０％乃至１５
０％の範囲では所定値以上の利得が得られることがわか
る。 Ｐｒ３＋の濃度が５０％以下の場合、得られる利得が少
ないが、これは活性イオンとなるＰｒ３＋の濃度が低く
、Ｎｄ３＋の近くにＰｒ３＋が存在する確立が低くなる
ためと考えられる。また、Ｎｄ３＋の放射する１．０６
μｍ帯光を十分に吸収できるだけのＰｒ３＋が存在して
いないものとも考えられる。Ｐｒ３＋の濃度が１５０％
以上の場合も、得られる利得が少ないが、これは活性イ
オンとなるＰｒ３＋の濃度が高くなりすぎ、Ｐｒ３＋が
持つ１．４７μｍ付近の吸収の裾の部分によって波長１
．３１μｍの信号光が吸収されてしまうものと考えられ
る。

【００６５】（２）Ｓｍ３Ｔ又はＹｂ３Ｔを共添加した
場合まず、ホストガラス原料としてＮａ２　Ｏ、Ａｌ２
　Ｏ３及び５酸化リンを用意し、それぞれ組成が１５Ｎ
ａ２　Ｏ−１５Ａｌ２　Ｏ３　−７０Ｐ２　Ｏ５　（ｍ
ｏｌ％）のガラスとなるように調合する。これに希土類
元素Ｎｄの酸化物であるＮｄ２　Ｏ３　と、Ｓｍ２　Ｏ
３　若しくはＹｂ２　Ｏ３　とを所定量添加し、白金ル
ツボ中で溶融させる。Ｎｄ２　Ｏ３　の添加量は、Ｎｄ
３＋の濃度がホストガラスに対して、重量で５００ｐｐ
ｍとなるように調整する。また、Ｓｍ２　Ｏ３　若しく
はＹｂ２　Ｏ３　の添加量は、これらＳｍ３＋若しくは
Ｙｂ３＋のホストガラスに対する重量濃度が０、２００
、３００、４００、５００、６００、７００、１０００
ｐｐｍとなるように調整した。つまり、Ｎｄ３＋に対す
るＳｍ３＋若しくはＹｂ３＋の濃度は０、４０、６０、
８０、１００、１２０、１４０、２００％となっている
。 溶融した原料は、十分な混合が完了した後に、急冷処理
し、ガラス化する。

【００６６】このガラスの光増幅特性を評価するため、
下記のようにしてファイバを作製した。まず、上記の組
成のガラスを棒状に成形し、コア用のガラスロッドとす
る。次に、このガラスロッドと組成がほぼ等しく、屈折
率がわずかに低いガラスを溶融・成形し、クラッドパイ
プとする。このクラッドパイプのガラスの組成は２Ｐｂ
Ｏ−１５Ｎａ２　Ｏ−１５Ａｌ２　Ｏ３　−６８Ｐ２　
Ｏ５　（ｍｏｌ％）であり、Ｎｄ３＋、Ｓｍ２　Ｏ３　
及びＹｂ２　Ｏ３　を添加していない。これらのコアロ
ッド及びクラッドパイプはロッドインチューブ法により
、図５の装置によって線引きすることでコア径８μｍで
外径１２５μｍのＳＭファイバが得られた。このＳＭフ
ァイバは、測定のため１０ｍの長さのファイバ試料に切
り出した。

【００６７】このようなファイバ試料の特性の評価は、
図７のファイバ増幅器等によって行った。結果は図１１
及び図１２のグラフに示す。

【００６８】図１１及び図１２に示したゲインは１．３
１０μｍにおけるものである。レーザ光源３２としては
、励起波長が０．７８μｍで、励起出力が１００ｍＷの
Ｔｉ−サファイアレーザを用いた。入力信号の強度は、
−３０ｄＢｍとし、ピーク波長を１．３１０μｍとした
。

【００６９】コアガラス中に共添加するＳｍ３＋の濃度
がＮｄ３＋に対して５０％乃至１５０％の範囲では所定
値以上の利得が得られることがわかる。Ｓｍ３＋の濃度
が５０％以下ではほとんど利得が得られないが、これは
活性イオンとなるＳｍ３＋の濃度が低く、Ｎｄ３＋の近
くにＳｍ３＋が存在する確率が低くなるためと考えられ
る。また、Ｎｄ３＋の放射する１．０６μｍ帯光を十分
に吸収できるだけのＳｍ３＋が存在していないものとも
考えられる。Ｓｍ３＋の濃度が１５０％以上でも利得が
ほとんど得られないが、これは活性イオンとなるＳｍ３
＋の濃度が高くなり過ぎ、Ｓｍ３＋が持つ１．３μｍ付
近の微弱な吸収に１．３１μｍの信号光が吸収されてし
まうものと考えられる。

【００７０】他方、コアガラス中にＮｄ３＋と共に添加
するＹｂ３＋の濃度がＮｄ３＋に対して５０％以上であ
ってガラス形成能を劣化させない程度の量の範囲でも、
所定値以上の利得が得られることがわかる。５０％以下
で利得の増加が得られないのはＳｍ３＋の場合と同様で
あるが、Ｙｂ３＋の場合１．０６μｍ帯に吸収がないた
め、Ｙｂ３＋の濃度を増加させていっても利得が減少し
ていくことはない。

【００７１】（３）Ｈｏ３＋を共添加した場合まず、ホ
ストガラス原料としてＮａ２　Ｏ、Ａｌ２　Ｏ３及び５
酸化リンを用意し、組成が１５Ｎａ２　Ｏ−１５Ａｌ２
　Ｏ３　−７０Ｐ２　Ｏ５　（ｍｏｌ％）の他成分ガラ
スが形成されるようにこれらを調合する。これに希土類
元素Ｎｄの酸化物であるＮｄ２　Ｏ３　と、Ｈｏ２　Ｏ
３　とを所定量添加し、白金ルツボ中で溶融させる。Ｎ
ｄ２　Ｏ３　の添加量は、Ｎｄ３＋の濃度がホストガラ
スに対して、重量で１０００ｐｐｍとなるように調整す
る。また、Ｈｏ２　Ｏ３　の添加量は、このＨｏ３＋の
ホストガラスに対する重量濃度が０、１００、２００、
３００、４００、５００、６００、７００、１０００ｐ
ｐｍとなるように調整した。 つまり、Ｎｄ３＋に対するＨｏ３＋の濃度は０、１０、
２０、３０、４０、５０、６０、７０、１００％となっ
ている。溶融した原料は、十分な混合が完了した後に急
冷し、ガラス化する。

【００７２】このガラスの光増幅特性を評価するため、
下記のようにしてファイバを作製した。まず、上記の組
成の他成分ガラスを棒状に成形し、コア用のガラスロッ
ドとする。次に、このガラスロッドと組成がほぼ等しく
、屈折率がわずかに低いガラスを溶融・成形し、クラッ
ドパイプとする。クラッドパイプのガラスとしては、組
成が２ＰｂＯ−１５Ｎａ２　Ｏ−１５Ａｌ２　Ｏ３　−
６８Ｐ２　Ｏ５　（ｍｏｌ％）の他成分ガラスを使用し
た。ただし、この他成分ガラスにはＮｄ３＋及びＨｏ３
＋は添加していない。これらのコアロッド及びクラッド
パイプはロッドインチューブ法によりプリフォームに形
成され、図５の装置によって線引きすることでコア径８
μｍで外径１２５μｍのＳＭファイバが得られた。この
ＳＭファイバは、測定のため１０ｍの長さのファイバ試
料に切り出した。

【００７３】このようなファイバ試料の特性の評価は、
図７のファイバ増幅器等によって行った。結果は図１３
のグラフに示す。

【００７４】図１２に示したゲインは１．３１０μｍに
おけるものである。レーザ光源３２としては、励起波長
が０．７８μｍで、励起出力が１００ｍＷのＴｉ−サフ
ァイアレーザを用いた。入力信号の強度は、−３０ｄＢ
ｍとし、ピーク波長１．３１０μｍとした。

【００７５】コアガラス中に共添加するＨｏ３＋の濃度
が増加することにしたがって、ファイバ増幅器の利得が
増大してゆくことがわかる。ただし、Ｈｏ３＋のＮｄ３
＋に対する濃度が１００％を越えると飽和して利得がほ
とんど増加しない。

【００７６】吸収体となるＨｏ３＋の濃度が低い場合に
は、Ｎｄ３＋の近くにＨｏ３＋が存在する確率が低くな
るため利得が少なくなるものと考えられる。また、Ｎｄ
３＋の放射する０．８８μｍ帯光を十分に吸収できるだ
けのＨｏ３＋が存在していないものとも考えられる。Ｈ
ｏ３＋の濃度が１００％以上では吸収体となるＨｏ３＋
の濃度が高くなり、波長０．８８μｍ帯光を十分に吸収
できるもので、Ｈｏ３＋を更に添加しても利得は増大し
ないものと考えられる。

【００７７】（４）Ｔｂ３＋又はＥｕ３＋を添加した場
合まず、光機能性ガラスとして、Ｎｄ３＋と共にＴｂ３
＋若しくはＥｕ３＋を添加した燐酸塩系ガラスを準備し
た。この場合、ホストガラスの組成が、１５Ｎａ２　Ｏ
−１５Ａｌ２　Ｏ３　−７０Ｐ２　Ｏ５　（ｍｏｌ％）
となるように原料を調合した。また、活性物質であるＮ
ｄ３＋の酸化物を、Ｎｄ３＋の濃度がホストガラスに対
し重量で１０００ｐｐｍになるように添加した。更に、
発光促進物であるＴｂ３＋若しくはＥｕ３＋の酸化物を
、これらＴｂ３＋若しくはＥｕ３＋の濃度がＮｄ３＋に
対して重量で０、２０、３０、４０、５０、６０、７０
、１００％となるように添加した。

【００７８】このガラスの光増幅特性を評価するため、
下記のようにして光ファイバを作製した。まず、上記の
組成のガラスを棒状に成形し、コア用のガラスロッドと
する。次に、このガラスロッドよりわずかに屈折率が低
いガラスとして、２ＰｂＯ−１５Ｎａ２　Ｏ−１５Ａｌ
２　Ｏ３　−６８Ｐ２　Ｏ５　（ｍｏｌ％）を溶融・形
成し、クラッドパイプとする。クラッドパイプのガラス
にはＮｄ３＋等を添加していない。これらのコアロッド
及びクラッドパイプはロッドインチューブ法によりプリ
フォームに形成され、図５の線引き装置によって線引き
することでコア径が８μｍで外径１２５μｍのＳＭファ
イバが得られた。このＳＭファイバは、測定のため１ｍ
の長さのファイバ試料に切り出した。

【００７９】このようなファイバ試料の特性の評価は、
図７のファイバ増幅器等によって行った。

【００８０】励起光源３２としては、励起波長０．７８
μｍで、励起出力が１００ｍＷのＴｉ−サファイアレー
ザを用いた。信号光源３１としては半導体レーザを使用
した。ここで、半導体レーザから光ファイバへの入力信
号の強度は−３０ｄＢｍとし、そのピーク波長は１．３
１０μｍとした。

【００８１】上記光機能性ガラスのファイバ試料の特性
評価の結果を図１４のグラフに示す。白抜き四角印はＴ
ｂ３＋の利得を示したものであり、白抜き丸印はＥｕ３
＋の利得を示したものである。

【００８２】グラフからも明らかなように、Ｔｂ３＋若
しくはＥｕ３＋の共添加により利得が増大する。つまり
、Ｔｂ３＋等の活性イオンを共添加していない従来型の
光ファイバでは利得が４ｄＢであるが、Ｔｂ３＋等の活
性イオンが少なくとも２０％以上存在する場合には７ｄ
Ｂ以上の利得が得られることが分かる。更に、Ｔｂ３＋
等の活性イオンの濃度の増大にともなってファイバ増幅
器の利得も増大する。これは、Ｔｂ３＋等の濃度の増大
に伴ってＮｄ３＋近傍にＴｂ３＋等の活性イオンが存在
する確率が高くなるためと考えられる。Ｎｄ３＋とＴｂ
３＋等の活性イオンとの近接確率が高まることにより、
エネルギー準位４　Ｉ１３／２に励起された電子を有す
るＮｄ３＋からＴｂ３＋等の活性イオンへのエネルギー
伝達の確率が高まるものと考えられるからである。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光機能性
ガラスによれば、励起光の存在により波長１．３μｍ帯
での発光・光増幅が可能になり、或いはその増幅効率を
高めることができる。更に、これを導波路、ファイバ等
に形成することにより、光増幅装置、レーザ等に応用で
きる。特に、ファイバに形成した場合、低閾値で高利得
のファイバ増幅器が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光機能性ガラスに添加した吸収剤
である希土類元素のイオンの機能説明図である。

【図２】Ｎｄのエネルギー準位を示した図である。

【図３】各種希土類元素のイオンのエネルギー準位を示
した図である。

【図４】本発明に係る光機能性ガラスに添加した促進剤
である希土類元素のイオンの機能の説明図である。

【図５】光機能性ガラスを用いたファイバの形成装置を
示した図である。

【図６】第４図の装置によって形成されたファイバ試料
を示した図である。

【図７】ファイバ増幅器の実施例の構成を示した図であ
る。

【図８】ファイバレーザの実施例の構成を示した図であ
る。

【図９】導波路素子レーザの実施例。

【図１０】第７図のファイバ増幅器の波長１．３１０μ
ｍ帯でのゲインとＰｒ３＋の濃度との関係を示した図で
ある。

【図１１】第７図のファイバ増幅器の波長１．３１０μ
ｍ帯でのゲインとＳｍ３＋の濃度との関係を示した図で
ある。

【図１２】第７図のファイバ増幅器の波長１．３１０μ
ｍ帯でのゲインとＹｂ３＋の濃度との関係を示した図で
ある。

【図１３】第７図のファイバ増幅器の波長１．３１０μ
ｍ帯でのゲインとＨｏ３＋の濃度との関係を示した図で
ある。

【図１４】第７図のファイバ増幅器の波長１．３１０μ
ｍ帯でのゲインとＥｕ３＋又はＴｂ３＋の濃度との関係
を示した図である。

【符号の説明】

２０、３０…光ファイバ ３２…励起光源 ３３、３８、３８ａ、３８ｂ、３９ａ、３９ｂ…光学手
段

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　Ｎｄ３＋を活性物質として含む光機能
   性ガラスであって、波長１μｍ付近に吸収帯を有するＮ
   ｄ３＋以外の希土類イオンをＮｄ３＋とともに添加した
   ことを特徴とする光機能性ガラス。
2. 【請求項２】　　Ｎｄ３＋を活性物質として含む光機能
   性ガラスであって、基底準位から波数約４０００ｃｍ−
   １の準位でエネルギー伝達を示すＮｄ３＋以外の希土類
   イオンをＮｄ３＋とともに添加したことを特徴とする光
   機能性ガラス。
3. 【請求項３】　　前記Ｎｄ３＋以外の希土類イオンは、
   Ｐｒ３＋、Ｙｂ３＋、Ｓｍ３＋及びＨｏ３＋の内の少な
   くとも一種類の希土類イオンであることを特徴とする請
   求項１に記載の光機能性ガラス。
4. 【請求項４】　　前記Ｎｄ３＋以外の希土類イオンは、
   Ｔｂ３＋及びＥｕ３＋の内の少なくとも一種類の希土類
   イオンであることを特徴とする請求項２に記載の光機能
   性ガラス。
5. 【請求項５】　　前記Ｎｄ３＋以外の希土類イオンの濃
   度が５０％から１５０％であることを特徴とする請求項
   ３又は請求項４のいずれか一項に記載の光機能性ガラス
   。
6. 【請求項６】　　請求項１又は請求項２のいずれか一項
   に記載の光機能性ガラスからなるコアと、該コアを取り
   囲み該コアより低い屈折率を有するクラッドとを備えた
   光ファイバ。
7. 【請求項７】　　波長１．３μｍ帯の信号光を伝搬する
   請求項６に記載の光ファイバと、波長０．８μｍ帯の励
   起光を発生する励起光源と、該励起光を前記励起光源か
   ら前記光ファイバ内に入射させる光学手段とを備えるフ
   ァイバ増幅器。
8. 【請求項８】　　請求項６に記載の光ファイバと、波長
   ０．８μｍ帯の励起光を発生する励起光源と、該励起光
   を前記励起光源から前記光ファイバ内に入射させる光学
   手段とを備え、前記光ファイバ内からの波長１．３μｍ
   帯又はその近傍の光を前記光ファイバにフィードバック
   する共振器構造が形成されていることを特徴とするファ
   イバレーザ。
9. 【請求項９】　　請求項１又は請求項２のいずれか一項
   に記載の光機能性ガラスからなる平面導波路を備えた導
   波路素子。
10. 【請求項１０】　　波長１．３μｍ帯の信号光を伝搬す
    る請求項９に記載の導波路素子と、波長０．８μｍ帯の
    励起光を発生する励起光源と、該励起光を前記励起光源
    から前記導波路素子内に入射させる光学手段とを備える
    導波路素子増幅器。
11. 【請求項１１】　　請求項９に記載の導波路素子と、波
    長０．８μｍ帯の励起光を発生する励起光源と、該励起
    光を前記励起光源から前記導波路素子内に入射させる光
    学手段とを備え、前記導波路素子内からの波長１．３μ
    ｍ帯又はその近傍の光を前記導波路素子にフィードバッ
    クする共振器構造が形成されていることを特徴とする導
    波路素子レーザ。