JPH06224511A - 増幅用光ファイバ - Google Patents
増幅用光ファイバInfo
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- JPH06224511A JPH06224511A JP5011659A JP1165993A JPH06224511A JP H06224511 A JPH06224511 A JP H06224511A JP 5011659 A JP5011659 A JP 5011659A JP 1165993 A JP1165993 A JP 1165993A JP H06224511 A JPH06224511 A JP H06224511A
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- JP
- Japan
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- optical fiber
- density
- wavelength
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 石英系のガラスコア２の周囲に、屈折率がこ
のガラスコア２よりも小さい石英系のガラスクラッド３
が形成され、ガラスコア２の内部またはその外周にＥr
とＡlとが共にドープされてなる増幅用光ファイバ１に
おいて、利得を従来よりも増加させるのみならず、利得
−波長特性も安定化させるようにする。 【構成】 Ｅrの濃度が３０００ppm以下に、Ａlの濃度
が８０００ppm以上にそれぞれ設定され、かつ、Ｅrの濃
度と光ファイバの条長との積ＣＬが１２〜１８kppm・m
の範囲に設定されている。
のガラスコア２よりも小さい石英系のガラスクラッド３
が形成され、ガラスコア２の内部またはその外周にＥr
とＡlとが共にドープされてなる増幅用光ファイバ１に
おいて、利得を従来よりも増加させるのみならず、利得
−波長特性も安定化させるようにする。 【構成】 Ｅrの濃度が３０００ppm以下に、Ａlの濃度
が８０００ppm以上にそれぞれ設定され、かつ、Ｅrの濃
度と光ファイバの条長との積ＣＬが１２〜１８kppm・m
の範囲に設定されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ通信システ
ムに使用される増幅用光ファイバに関する。
ムに使用される増幅用光ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】誘導放出効果を利用して光を直接増幅す
る増幅用光ファイバとして、従来より、Ｅr(エルビウ
ム)をドープしたものが知られている。このようなＥrを
ドープした増幅用光ファイバを使用して波長多重通信や
ＡＭ−ＴＶ伝送等を行う場合には、利得−波長特性が重
要となる。
る増幅用光ファイバとして、従来より、Ｅr(エルビウ
ム)をドープしたものが知られている。このようなＥrを
ドープした増幅用光ファイバを使用して波長多重通信や
ＡＭ−ＴＶ伝送等を行う場合には、利得−波長特性が重
要となる。
【０００３】すなわち、波長多重通信の場合には、複数
の波長の信号を伝送する必要があるため、光信号の各波
長ごとに利得が変動しては、光信号の再生が困難にな
る。また、ＡＭ−ＴＶ伝送の場合には、信号源の波長チ
ャープによる利得の変動があると、これらがノイズとな
って映像再生が困難となる。したがって、これらの分野
では、利得−波長特性が安定していること、つまり、特
定の波長域において利得の変動が小さいことが必要とな
る。
の波長の信号を伝送する必要があるため、光信号の各波
長ごとに利得が変動しては、光信号の再生が困難にな
る。また、ＡＭ−ＴＶ伝送の場合には、信号源の波長チ
ャープによる利得の変動があると、これらがノイズとな
って映像再生が困難となる。したがって、これらの分野
では、利得−波長特性が安定していること、つまり、特
定の波長域において利得の変動が小さいことが必要とな
る。
【０００４】ところで、Ｅrをドープした増幅用光ファ
イバにおいては、Ｅrのドープ量を単純に増加させる
と、逆に利得が低下する現象がある。その原因として、
Ｅrを過剰にドープすると、石英系光ファイバ中でＥrイ
オンがミクロ的に凝集するために、結果的に蛍光寿命が
短くなり、いわゆる濃度消光を生じて、利得の増大に寄
与しなくなるためと考えられている。
イバにおいては、Ｅrのドープ量を単純に増加させる
と、逆に利得が低下する現象がある。その原因として、
Ｅrを過剰にドープすると、石英系光ファイバ中でＥrイ
オンがミクロ的に凝集するために、結果的に蛍光寿命が
短くなり、いわゆる濃度消光を生じて、利得の増大に寄
与しなくなるためと考えられている。
【０００５】そこで、本発明者らは、増幅用光ファイバ
の利得を改善するために、Ｅrに対してＡlを共にドープ
した増幅用光ファイバを提案した(たとえば、特願平２
−１５８４６２号参照)。すなわち、Ｅrと共にＡlをド
ープすると、Ｅrの凝集の傾向が抑制され、Ｅrを単独ド
ープする場合に比べて高い利得が得られる。
の利得を改善するために、Ｅrに対してＡlを共にドープ
した増幅用光ファイバを提案した(たとえば、特願平２
−１５８４６２号参照)。すなわち、Ｅrと共にＡlをド
ープすると、Ｅrの凝集の傾向が抑制され、Ｅrを単独ド
ープする場合に比べて高い利得が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その提
案時点においては、Ａlを多量にドープすることは、ガ
ラス化が阻害される等の製造技術上の未解決の問題があ
り、このため、利得を増加させるためにはどの程度の量
のＡlをドープすれば好適であるのかまでは検討されて
いなかった。
案時点においては、Ａlを多量にドープすることは、ガ
ラス化が阻害される等の製造技術上の未解決の問題があ
り、このため、利得を増加させるためにはどの程度の量
のＡlをドープすれば好適であるのかまでは検討されて
いなかった。
【０００７】しかも、上述したように、波長多重通信や
ＡＭ−ＴＶ伝送等を行う場合には、利得−波長特性が安
定化していることが重要となるが、このような利得−波
長特性に及ぼすＥrとＡlの共ドープの影響については検
討されていなかった。
ＡＭ−ＴＶ伝送等を行う場合には、利得−波長特性が安
定化していることが重要となるが、このような利得−波
長特性に及ぼすＥrとＡlの共ドープの影響については検
討されていなかった。
【０００８】さらに、本発明者らは、今回、単にＡlの
ドープ量のみならず、Ｅr濃度と増幅用光ファイバの条
長との積(以下、これを濃度・条長積ＣＬという)も、利
得の増加および利得−波長特性の安定化の面で重要な因
子となることを見い出した。
ドープ量のみならず、Ｅr濃度と増幅用光ファイバの条
長との積(以下、これを濃度・条長積ＣＬという)も、利
得の増加および利得−波長特性の安定化の面で重要な因
子となることを見い出した。
【０００９】本発明は、このような知見に基づいてなさ
れたもので、利得を従来よりも増加させるのみならず、
利得−波長特性も安定な増幅用光ファイバを得ることを
課題とする。
れたもので、利得を従来よりも増加させるのみならず、
利得−波長特性も安定な増幅用光ファイバを得ることを
課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、石英系のガラスコアの周囲に、屈折率が
このガラスコアよりも小さい石英系のガラスクラッドが
形成され、ガラスコアの内部またはその外周にＥrとＡl
とが共にドープされてなる増幅用光ファイバにおいて、
次の構成を採る。
解決するため、石英系のガラスコアの周囲に、屈折率が
このガラスコアよりも小さい石英系のガラスクラッドが
形成され、ガラスコアの内部またはその外周にＥrとＡl
とが共にドープされてなる増幅用光ファイバにおいて、
次の構成を採る。
【００１１】すなわち、本発明に係る増幅用光ファイバ
は、Ｅrの濃度が３０００ppm以下に、Ａlの濃度が８０
００ppm以上にそれぞれ設定され、かつ、Ｅrの濃度と光
ファイバの条長との積(濃度・条長積)が１２〜１８kppm
・mの範囲に設定されていることを特徴としている。
は、Ｅrの濃度が３０００ppm以下に、Ａlの濃度が８０
００ppm以上にそれぞれ設定され、かつ、Ｅrの濃度と光
ファイバの条長との積(濃度・条長積)が１２〜１８kppm
・mの範囲に設定されていることを特徴としている。
【００１２】
【作用】上記構成において、ＥrとＡlとを共にドープす
る場合に、Ｅrの濃度を３０００ppm以下に設定している
ので、特に、Ａlが共存する場合のＥrの光ファイバ中で
のミクロ的な凝集を防止できる。また、Ａlの濃度は８
０００ppm以上で、かつ、Ｅrに関する濃度・条長積は１
２〜１８kppm・mの範囲に設定されているので、Ｅrを単
独ドープする場合に比較して、利得が増大するととも
に、利得−波長特性も安定化した増幅用光ファイバが得
られる。
る場合に、Ｅrの濃度を３０００ppm以下に設定している
ので、特に、Ａlが共存する場合のＥrの光ファイバ中で
のミクロ的な凝集を防止できる。また、Ａlの濃度は８
０００ppm以上で、かつ、Ｅrに関する濃度・条長積は１
２〜１８kppm・mの範囲に設定されているので、Ｅrを単
独ドープする場合に比較して、利得が増大するととも
に、利得−波長特性も安定化した増幅用光ファイバが得
られる。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例に係る増幅用光ファイバ１
は、図１に示すように、石英系のガラスコア２の周囲
に、屈折率がこのガラスコアよりも小さい石英系のガラ
スクラッド３が形成され、ガラスコア２の内部またはそ
の外周に屈折率を高めるためのＧeに加えて、ＥrとＡl
とが共にドープされている。
は、図１に示すように、石英系のガラスコア２の周囲
に、屈折率がこのガラスコアよりも小さい石英系のガラ
スクラッド３が形成され、ガラスコア２の内部またはそ
の外周に屈折率を高めるためのＧeに加えて、ＥrとＡl
とが共にドープされている。
【００１４】このＥrのドープ量は、光ファイバ１中で
のミクロ的な凝集を防ぐために、３０００ppm以下の範
囲に限定している。
のミクロ的な凝集を防ぐために、３０００ppm以下の範
囲に限定している。
【００１５】その理由は、図２の実験結果に基づくもの
である。すなわち、図２は、ＥrとＡlとを共にドープし
た増幅用光ファイバについて、Ｅrのドープ量(ppm)を変
えた場合の利得(dＢ)の変化を調べてたものである。な
お、測定条件としては、信号光の波長を１.５５１μm、
その入力パワーを４０dＢ、励起光の入力パワーを４０m
Ｗとし、また、Ａlのドープ量は８０００ppmに設定して
いる。図２の結果から分かるように、Ａlが共存する場
合でもＥrのドープ量が極めて多い場合には、Ａl添加の
効果が無くなり、濃度消光が生じて利得が低下する傾向
がみられる。したがって、実用的には、Ａlが共存する
場合のＥrのドープ量は３０００ppm以下とする必要があ
る。
である。すなわち、図２は、ＥrとＡlとを共にドープし
た増幅用光ファイバについて、Ｅrのドープ量(ppm)を変
えた場合の利得(dＢ)の変化を調べてたものである。な
お、測定条件としては、信号光の波長を１.５５１μm、
その入力パワーを４０dＢ、励起光の入力パワーを４０m
Ｗとし、また、Ａlのドープ量は８０００ppmに設定して
いる。図２の結果から分かるように、Ａlが共存する場
合でもＥrのドープ量が極めて多い場合には、Ａl添加の
効果が無くなり、濃度消光が生じて利得が低下する傾向
がみられる。したがって、実用的には、Ａlが共存する
場合のＥrのドープ量は３０００ppm以下とする必要があ
る。
【００１６】また、Ｅrと共にドープされるＡlの濃度
は、８０００ppm以上に設定される。
は、８０００ppm以上に設定される。
【００１７】その理由は、図３および図４に示す実験結
果に基づく。すなわち、図３では、Ｅrに対してドープ
するＡlの濃度が異なる各増幅用光ファイバについて、
信号光の波長(μm)に対する利得(dＢ)の変化を調べたも
のである。なお、この測定に際しては、Ａlのドープ量
を５００ppm、１０００ppm、４０００ppm、１２０００p
pmの４条件に設定し、また、信号光の入力パワーは−
５.７dＢm、励起光の入力パワーは４０mＷ、Ｅrのドー
プ量と光ファイバ１の条長との濃度・条長積ＣＬは１４
kppm・mにそれぞれ設定している。図３の結果から分か
るように、Ａlのドープ量が増加するのに伴って、１.５
４μm波長付近の曲線の谷と、１.５５５μm波長付近の
山との利得差が小さくなって利得−波長特性が改善さ
れ、また、最大利得となる波長が長波長側に移っている
ことが理解される。
果に基づく。すなわち、図３では、Ｅrに対してドープ
するＡlの濃度が異なる各増幅用光ファイバについて、
信号光の波長(μm)に対する利得(dＢ)の変化を調べたも
のである。なお、この測定に際しては、Ａlのドープ量
を５００ppm、１０００ppm、４０００ppm、１２０００p
pmの４条件に設定し、また、信号光の入力パワーは−
５.７dＢm、励起光の入力パワーは４０mＷ、Ｅrのドー
プ量と光ファイバ１の条長との濃度・条長積ＣＬは１４
kppm・mにそれぞれ設定している。図３の結果から分か
るように、Ａlのドープ量が増加するのに伴って、１.５
４μm波長付近の曲線の谷と、１.５５５μm波長付近の
山との利得差が小さくなって利得−波長特性が改善さ
れ、また、最大利得となる波長が長波長側に移っている
ことが理解される。
【００１８】図４は、図３の結果について、最大利得を
与える波長(図４の白円)およびこの最大利得から−０.
５dＢだけ下がった箇所の利得の範囲に含まれる波長域
ΔＷ(図４の縦実線の範囲)に対するＡlのドープ量の関
係を整理し直したものである。図４の結果から分かるよ
うに、Ａlのドープ量が増加するのに伴って最大利得を
与える波長が長波長側に移っており、しかも、Ａlのド
ープ量が増加するのに伴い、縦実線の波長域ΔＷも広が
って波長−利得特性が改善される。しかし、Ａlのドー
プ量が８０００ppm以上では、波長域ΔＷはさほどの変
化が無くなることから、実用的には、Ａlのドープ量と
しては８０００ppm以上あれば十分である。
与える波長(図４の白円)およびこの最大利得から−０.
５dＢだけ下がった箇所の利得の範囲に含まれる波長域
ΔＷ(図４の縦実線の範囲)に対するＡlのドープ量の関
係を整理し直したものである。図４の結果から分かるよ
うに、Ａlのドープ量が増加するのに伴って最大利得を
与える波長が長波長側に移っており、しかも、Ａlのド
ープ量が増加するのに伴い、縦実線の波長域ΔＷも広が
って波長−利得特性が改善される。しかし、Ａlのドー
プ量が８０００ppm以上では、波長域ΔＷはさほどの変
化が無くなることから、実用的には、Ａlのドープ量と
しては８０００ppm以上あれば十分である。
【００１９】さらに、Ｅrに関する濃度・条長積ＣＬ
は、１２〜１８kppm・mの範囲に設定される。
は、１２〜１８kppm・mの範囲に設定される。
【００２０】その理由は、図５および図６に示す実験結
果に基づく。すなわち、図５では、Ｅrに関する濃度・
条長積ＣＬの異なる各増幅用光ファイバについて、信号
光の波長(μm)に対する利得(dＢ)の変化を調べたもので
ある。なお、この測定に際しては、濃度・条長積を４kp
pm・m、６kppm・m，８kppm・m、１６kppm・mの４条件に
設定し、また、信号光の入力パワーは−６.２dＢm、励
起光の入力パワーは８０mＷ、Ａlのドープ量は１２００
０ppmにそれぞれ設定している。図５の結果から分かる
ように、濃度・条長積ＣＬが増加するのに伴って、１.
５４μm波長付近の曲線の谷と、１.５６μm波長付近の
山との利得差が小さくなり、利得−波長特性が改善され
る。
果に基づく。すなわち、図５では、Ｅrに関する濃度・
条長積ＣＬの異なる各増幅用光ファイバについて、信号
光の波長(μm)に対する利得(dＢ)の変化を調べたもので
ある。なお、この測定に際しては、濃度・条長積を４kp
pm・m、６kppm・m，８kppm・m、１６kppm・mの４条件に
設定し、また、信号光の入力パワーは−６.２dＢm、励
起光の入力パワーは８０mＷ、Ａlのドープ量は１２００
０ppmにそれぞれ設定している。図５の結果から分かる
ように、濃度・条長積ＣＬが増加するのに伴って、１.
５４μm波長付近の曲線の谷と、１.５６μm波長付近の
山との利得差が小さくなり、利得−波長特性が改善され
る。
【００２１】図６は、ＥrとＡlとを共にドープした増幅
用光ファイバについて、１.５４μm、１.５５μm、１.
５６μmの各波長の信号光において、濃度・条長積ＣＬ
(kppm・m)と利得(dＢ)との関係を調べたものである。こ
の結果から分かるように、１.５４μm、１.５５μm、
１.５６μmのいずれの波長の信号光についても、濃度・
条長積ＣＬの増加に伴って利得が増加するが、１２kppm
・m程度を越えると利得の変化が僅かとなり、さらに１
８kppm・mを越えると逆に利得が低下する傾向にある。
したがって、実用的には、Ｅrに関する濃度・条長積Ｃ
Ｌとしては、１２〜１８kppm・mが適している。
用光ファイバについて、１.５４μm、１.５５μm、１.
５６μmの各波長の信号光において、濃度・条長積ＣＬ
(kppm・m)と利得(dＢ)との関係を調べたものである。こ
の結果から分かるように、１.５４μm、１.５５μm、
１.５６μmのいずれの波長の信号光についても、濃度・
条長積ＣＬの増加に伴って利得が増加するが、１２kppm
・m程度を越えると利得の変化が僅かとなり、さらに１
８kppm・mを越えると逆に利得が低下する傾向にある。
したがって、実用的には、Ｅrに関する濃度・条長積Ｃ
Ｌとしては、１２〜１８kppm・mが適している。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、Ｅrと共にドープされ
るＡlの濃度と、Ｅrに関する濃度条長積とが、それぞれ
利得および利得−波長特性に及ぼす影響について検討を
加え、これらの要因を限定することで、利得を従来より
も増加させるのみならず、利得−波長特性も安定化した
増幅用光ファイバが得られるようになった。
るＡlの濃度と、Ｅrに関する濃度条長積とが、それぞれ
利得および利得−波長特性に及ぼす影響について検討を
加え、これらの要因を限定することで、利得を従来より
も増加させるのみならず、利得−波長特性も安定化した
増幅用光ファイバが得られるようになった。
【図１】本発明の実施例に係る増幅用光ファイバの断面
図である。
図である。
【図２】増幅用光ファイバについて、Ａlと共にドープ
するＥrの濃度が利得に及ぼす影響を示す特性図であ
る。
するＥrの濃度が利得に及ぼす影響を示す特性図であ
る。
【図３】Ｅrと共にドープするＡlの濃度を異ならせた場
合の各増幅用光ファイバについて、信号光の波長に対す
る利得の変化を示す特性図である。
合の各増幅用光ファイバについて、信号光の波長に対す
る利得の変化を示す特性図である。
【図４】図３の結果について、最大利得を与える波長お
よびこの最大利得から−０.５dＢだけ下がった箇所の利
得の範囲に含まれる波長域ΔＷに対するＡlのドープ量
の関係を示す特性図である。
よびこの最大利得から−０.５dＢだけ下がった箇所の利
得の範囲に含まれる波長域ΔＷに対するＡlのドープ量
の関係を示す特性図である。
【図５】Ｅrに関する濃度・条長積ＣＬの異なる各増幅
用光ファイバについて、信号光の波長に対する利得の変
化を示す特性図である。
用光ファイバについて、信号光の波長に対する利得の変
化を示す特性図である。
【図６】ＥrとＡlとを共にドープした増幅用光ファイバ
について、各波長の信号光において、濃度・条長積ＣＬ
(kppm・m)と利得(dＢ)との関係を示す特性図である。
について、各波長の信号光において、濃度・条長積ＣＬ
(kppm・m)と利得(dＢ)との関係を示す特性図である。
１…増幅用光ファイバ、２…コアガラス、３…クラッド
ガラス。
ガラス。
フロントページの続き (72)発明者 御前 俊和 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 田中 紘幸 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 中沢 正隆 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 木村 康郎 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 石英系のガラスコアの周囲に、屈折率が
このガラスコアよりも小さい石英系のガラスクラッドが
形成され、ガラスコアの内部またはその外周にＥrとＡl
とが共にドープされてなる増幅用光ファイバにおいて、 前記Ｅrの濃度が３０００ppm以下に、Ａlの濃度が８０
００ppm以上にそれぞれ設定され、かつ、Ｅrの濃度と光
ファイバの条長との積(濃度・条長積)が１２〜１８kppm
・mの範囲に設定されていることを特徴とする増幅用光
ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5011659A JPH06224511A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 増幅用光ファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5011659A JPH06224511A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 増幅用光ファイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06224511A true JPH06224511A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=11784110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5011659A Pending JPH06224511A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 増幅用光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06224511A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000074184A1 (fr) * | 1999-05-28 | 2000-12-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Fibre optique pour amplification optique et amplificateur a fibre optique |
| WO2001011735A1 (fr) * | 1999-08-04 | 2001-02-15 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Amplificateur optique |
| US6243196B1 (en) | 1999-05-20 | 2001-06-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber for optical amplifier and fiber optic amplifier |
-
1993
- 1993-01-27 JP JP5011659A patent/JPH06224511A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6243196B1 (en) | 1999-05-20 | 2001-06-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber for optical amplifier and fiber optic amplifier |
| US6538806B2 (en) | 1999-05-20 | 2003-03-25 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber for optical amplifier and fiber optic amplifier |
| US6577440B2 (en) | 1999-05-20 | 2003-06-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber for optical amplifier and fiber optic amplifier |
| US6771415B2 (en) | 1999-05-20 | 2004-08-03 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber for optical amplifier and fiber optic amplifier |
| WO2000074184A1 (fr) * | 1999-05-28 | 2000-12-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Fibre optique pour amplification optique et amplificateur a fibre optique |
| WO2001011735A1 (fr) * | 1999-08-04 | 2001-02-15 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Amplificateur optique |
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