JPH0745899A - 光ファイバ増幅器 - Google Patents
光ファイバ増幅器Info
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- JPH0745899A JPH0745899A JP19113993A JP19113993A JPH0745899A JP H0745899 A JPH0745899 A JP H0745899A JP 19113993 A JP19113993 A JP 19113993A JP 19113993 A JP19113993 A JP 19113993A JP H0745899 A JPH0745899 A JP H0745899A
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- optical fiber
- optical
- glass
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高効率で半導体ＬＤによる励起が可能な 1.4
μｍ帯の光ファイバ増幅器を提供する。 【構成】 励起光源、光合分波素子、増幅用光ファイバ
及び光アイソレータを備えた光ファイバ増幅器におい
て、増幅用光ファイバとして、少なくともそのコアに希
土類元素であるＴｍ、Ｈｏ及びＥｕを共添加したものを
用いたことにより、寿命の長いＴｍの 3Ｆ4 の準位から
Ｈｏの 5Ｉ7 へのエネルギーの移動が起こるため、Ｔｍ
の 3Ｆ4 の寿命が短くなり、その結果、反転分布が形成
され、高効率の光増幅が可能となる。また、Ｈｏの 5Ｉ
7 からＥｕの 7Ｆ6 ， 7Ｆ5 へのエネルギーの移動が起
こるため、Ｈｏの 5Ｉ7 からの励起光による吸収が減
り、高効率の励起が可能となる。
μｍ帯の光ファイバ増幅器を提供する。 【構成】 励起光源、光合分波素子、増幅用光ファイバ
及び光アイソレータを備えた光ファイバ増幅器におい
て、増幅用光ファイバとして、少なくともそのコアに希
土類元素であるＴｍ、Ｈｏ及びＥｕを共添加したものを
用いたことにより、寿命の長いＴｍの 3Ｆ4 の準位から
Ｈｏの 5Ｉ7 へのエネルギーの移動が起こるため、Ｔｍ
の 3Ｆ4 の寿命が短くなり、その結果、反転分布が形成
され、高効率の光増幅が可能となる。また、Ｈｏの 5Ｉ
7 からＥｕの 7Ｆ6 ， 7Ｆ5 へのエネルギーの移動が起
こるため、Ｈｏの 5Ｉ7 からの励起光による吸収が減
り、高効率の励起が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信等で用いられる
光ファイバ増幅器に関するものである。
光ファイバ増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、光ファイバ増幅器は、光通信のキ
ーデバイスとして開発が進められている。特に、光通信
における信号波長である 1.3μｍ帯及び 1.5μｍ帯の光
ファイバ増幅器は、 1.3μｍ帯ではＰｒ及びＮｄを活性
イオンとして、 1.5μｍ帯ではＥｒを活性イオンとして
盛んに研究開発が行われている。
ーデバイスとして開発が進められている。特に、光通信
における信号波長である 1.3μｍ帯及び 1.5μｍ帯の光
ファイバ増幅器は、 1.3μｍ帯ではＰｒ及びＮｄを活性
イオンとして、 1.5μｍ帯ではＥｒを活性イオンとして
盛んに研究開発が行われている。
【０００３】一方、光ファイバ増幅器を通信システムに
適応して、幹線系、加入者系、線路監視系の高度化を目
指すためには、石英の低損失帯域である 1.4μｍ帯での
光ファイバ増幅器の開発も必要となる。 1.4μｍ帯の活
性イオンは、現在、図１に示すようなエネルギー準位を
持つＴｍが有望視されている。
適応して、幹線系、加入者系、線路監視系の高度化を目
指すためには、石英の低損失帯域である 1.4μｍ帯での
光ファイバ増幅器の開発も必要となる。 1.4μｍ帯の活
性イオンは、現在、図１に示すようなエネルギー準位を
持つＴｍが有望視されている。
【０００４】しかしながら、 1.4μｍ帯光増幅に用いる
3Ｈ4 → 3Ｆ4 の誘導放出遷移では上準位である 3Ｈ4
の寿命が〜１ｍｓ程度と短いのに対し、下準位である 3
Ｆ4の寿命が〜１０ｍｓと長いため、光増幅の必要条件
である反転分布の形成が困難である。
3Ｈ4 → 3Ｆ4 の誘導放出遷移では上準位である 3Ｈ4
の寿命が〜１ｍｓ程度と短いのに対し、下準位である 3
Ｆ4の寿命が〜１０ｍｓと長いため、光増幅の必要条件
である反転分布の形成が困難である。
【０００５】これを克服するため、これまでＮｄ：ＹＡ
Ｇレーザの1.06μｍの光によるアップコンバージョンを
用いたＴｍ添加フッ化物光ファイバ増幅器が提案されて
いる（例えば、ELECTRONICS LETTERS, Vol.29, 1993,
T.Komukai, T.Yamamoto, T.Sugawa and Y.Miyajima, 1.
47 μｍ BAND Ｔｍ3+ DOPED FLUOIRIDE FIBER AMPLIFIE
R USING A 1.064μｍ UPCONVERSION PUMPING SCHEME, p
p.110参照）。
Ｇレーザの1.06μｍの光によるアップコンバージョンを
用いたＴｍ添加フッ化物光ファイバ増幅器が提案されて
いる（例えば、ELECTRONICS LETTERS, Vol.29, 1993,
T.Komukai, T.Yamamoto, T.Sugawa and Y.Miyajima, 1.
47 μｍ BAND Ｔｍ3+ DOPED FLUOIRIDE FIBER AMPLIFIE
R USING A 1.064μｍ UPCONVERSION PUMPING SCHEME, p
p.110参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｎｄ：
ＹＡＧレーザを用いた1.06μｍの光によるアップコンバ
ージョンを用いた光増幅では、アップコンバージョンが
本来持つ効率の悪さから、光増幅の高効率化は期待でき
ない。また、1.06μｍの高出力ＬＤの作製が現在困難で
あることから、実用上の必要条件である半導体ＬＤによ
る励起が不可能である。よって、Ｔｍの 3Ｆ4 の寿命を
短くして、高効率化、半導体ＬＤによる励起を可能とす
るような別の装置の開発が必要となる。
ＹＡＧレーザを用いた1.06μｍの光によるアップコンバ
ージョンを用いた光増幅では、アップコンバージョンが
本来持つ効率の悪さから、光増幅の高効率化は期待でき
ない。また、1.06μｍの高出力ＬＤの作製が現在困難で
あることから、実用上の必要条件である半導体ＬＤによ
る励起が不可能である。よって、Ｔｍの 3Ｆ4 の寿命を
短くして、高効率化、半導体ＬＤによる励起を可能とす
るような別の装置の開発が必要となる。
【０００７】本発明の目的は、高効率で半導体ＬＤによ
る励起が可能な 1.4μｍ帯の光ファイバ増幅器を提供す
ることにある。
る励起が可能な 1.4μｍ帯の光ファイバ増幅器を提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では前記目的を達
成するため、増幅用光ファイバとして、少なくともその
コアに希土類元素であるＴｍ、Ｈｏ及びＥｕを同時に又
はＴｂ、Ｅｕ及びＨｏのうちのいずれか１つとＴｍとを
共添加した光ファイバを用いた。
成するため、増幅用光ファイバとして、少なくともその
コアに希土類元素であるＴｍ、Ｈｏ及びＥｕを同時に又
はＴｂ、Ｅｕ及びＨｏのうちのいずれか１つとＴｍとを
共添加した光ファイバを用いた。
【０００９】
【作用】Ｔｍの 3Ｆ4 のエネルギーレベルに近いエネル
ギーレベルを持つイオンを共添加すると、 3Ｆ4 からそ
れぞれのエネルギーレベルにエネルギーの移動が起こ
る。このため、 3Ｆ4 の寿命が短くなり、Ｔｍ単独添加
では困難な 3Ｈ4 → 3Ｆ4の反転分布の形成が可能とな
る。また、Ｔｍの 3Ｈ6 から 3Ｈ4 へ半導体ＬＤによる
800ｎｍ帯の励起や、Ｔｍの 3Ｈ6 から 3Ｆ3 へ半導体
ＬＤによる 690ｎｍ帯の励起が可能となる。
ギーレベルを持つイオンを共添加すると、 3Ｆ4 からそ
れぞれのエネルギーレベルにエネルギーの移動が起こ
る。このため、 3Ｆ4 の寿命が短くなり、Ｔｍ単独添加
では困難な 3Ｈ4 → 3Ｆ4の反転分布の形成が可能とな
る。また、Ｔｍの 3Ｈ6 から 3Ｈ4 へ半導体ＬＤによる
800ｎｍ帯の励起や、Ｔｍの 3Ｈ6 から 3Ｆ3 へ半導体
ＬＤによる 690ｎｍ帯の励起が可能となる。
【００１０】Ｔｍ、Ｈｏ及びＥｕを共添加した場合に
は、図２に示すように寿命の長いＴｍの 3Ｆ4 の準位か
らＨｏの 5Ｉ7 へのエネルギーの移動が起こるため、Ｔ
ｍの 3Ｆ4 の寿命が短くなり、その結果、反転分布が形
成され、高効率の光増幅が可能となる。また、Ｈｏの 5
Ｉ7 からＥｕの 7Ｆ6 ， 7Ｆ5 へのエネルギーの移動が
起こるため、Ｈｏの 5Ｉ7 からの励起光による吸収が減
り、高効率の励起が可能となることを示している。
は、図２に示すように寿命の長いＴｍの 3Ｆ4 の準位か
らＨｏの 5Ｉ7 へのエネルギーの移動が起こるため、Ｔ
ｍの 3Ｆ4 の寿命が短くなり、その結果、反転分布が形
成され、高効率の光増幅が可能となる。また、Ｈｏの 5
Ｉ7 からＥｕの 7Ｆ6 ， 7Ｆ5 へのエネルギーの移動が
起こるため、Ｈｏの 5Ｉ7 からの励起光による吸収が減
り、高効率の励起が可能となることを示している。
【００１１】Ｔｍ及びＴｂを共添加した場合には、図３
に示すようにＴｍの 3Ｆ4 の準位からＴｂの 7Ｆ0 ， 7
Ｆ1 へのエネルギーの移動が起こるため、Ｔｍの 3Ｆ4
の寿命が短くなり、その結果、反転分布が形成され、高
効率の光増幅が可能となる。
に示すようにＴｍの 3Ｆ4 の準位からＴｂの 7Ｆ0 ， 7
Ｆ1 へのエネルギーの移動が起こるため、Ｔｍの 3Ｆ4
の寿命が短くなり、その結果、反転分布が形成され、高
効率の光増幅が可能となる。
【００１２】Ｔｍ及びＥｕを共添加した場合には、図４
に示すようにＴｍの 3Ｆ4 の準位からＥｕの 7Ｆ6 ， 7
Ｆ5 へのエネルギーの移動が起こるため、Ｔｍの 3Ｆ4
の寿命が短くなり、その結果、反転分布が形成され、高
効率の光増幅が可能となる。
に示すようにＴｍの 3Ｆ4 の準位からＥｕの 7Ｆ6 ， 7
Ｆ5 へのエネルギーの移動が起こるため、Ｔｍの 3Ｆ4
の寿命が短くなり、その結果、反転分布が形成され、高
効率の光増幅が可能となる。
【００１３】Ｔｍ及びＨｏを共添加した場合には、図５
に示すようにＴｍの 3Ｆ4 の準位からＨｏの 5Ｉ7 への
エネルギーの移動が起こるため、Ｔｍの 3Ｆ4 の寿命が
短くなり、その結果、反転分布が形成され、高効率の光
増幅が可能となる。
に示すようにＴｍの 3Ｆ4 の準位からＨｏの 5Ｉ7 への
エネルギーの移動が起こるため、Ｔｍの 3Ｆ4 の寿命が
短くなり、その結果、反転分布が形成され、高効率の光
増幅が可能となる。
【００１４】以上のように、Ｔｍに共添加として、Ｔｍ
の 3Ｆ4 のエネルギー準位に近いエネルギー準位を持つ
イオンを共添加すると、 3Ｆ4 からそれぞれのエネルギ
ー準位にエネルギーが移動することにより、 3Ｆ4 の寿
命が短くなり、Ｔｍ単独添加では困難な 3Ｈ4 → 3Ｆ4
の反転分布が形成され、 1.4μｍ帯光ファイバ増幅が可
能となる。また、これと同時に、Ｔｍの準位 3Ｈ4 への
0.8μｍ帯の光による直接励起又は準位 3Ｆ3 への 0.7
μｍ帯の光による直接励起が可能となり、市場にある市
販の高出力半導体ＬＤを励起に用いることができるよう
になる。
の 3Ｆ4 のエネルギー準位に近いエネルギー準位を持つ
イオンを共添加すると、 3Ｆ4 からそれぞれのエネルギ
ー準位にエネルギーが移動することにより、 3Ｆ4 の寿
命が短くなり、Ｔｍ単独添加では困難な 3Ｈ4 → 3Ｆ4
の反転分布が形成され、 1.4μｍ帯光ファイバ増幅が可
能となる。また、これと同時に、Ｔｍの準位 3Ｈ4 への
0.8μｍ帯の光による直接励起又は準位 3Ｆ3 への 0.7
μｍ帯の光による直接励起が可能となり、市場にある市
販の高出力半導体ＬＤを励起に用いることができるよう
になる。
【００１５】
【実施例１】コアに、Ｔｍ、Ｈｏ及びＥｕをそれぞれ0.
05ｗｔ％、１ｗｔ％及び１ｗｔ％含むフッ化物ファイバ
１を用いる。Ｔｍの誘導放出遷移 3Ｈ4 → 3Ｆ4 におい
て、図２に示したように寿命の長い 3Ｆ4 の準位からＨ
ｏの 5Ｉ7 へのエネルギーの移動が起こるため、Ｔｍの
3Ｆ4 の寿命が短くなり、その結果、反転分布が形成さ
れる。この光ファイバを用いることにより高効率の光増
幅が可能となる。また、Ｈｏの 5Ｉ7 からＥｕの
7Ｆ6 ， 7Ｆ5 へのエネルギーの移動が起こるため、Ｈ
ｏの 5Ｉ7 からの励起光による吸収が減り、高効率の励
起が可能となる。
05ｗｔ％、１ｗｔ％及び１ｗｔ％含むフッ化物ファイバ
１を用いる。Ｔｍの誘導放出遷移 3Ｈ4 → 3Ｆ4 におい
て、図２に示したように寿命の長い 3Ｆ4 の準位からＨ
ｏの 5Ｉ7 へのエネルギーの移動が起こるため、Ｔｍの
3Ｆ4 の寿命が短くなり、その結果、反転分布が形成さ
れる。この光ファイバを用いることにより高効率の光増
幅が可能となる。また、Ｈｏの 5Ｉ7 からＥｕの
7Ｆ6 ， 7Ｆ5 へのエネルギーの移動が起こるため、Ｈ
ｏの 5Ｉ7 からの励起光による吸収が減り、高効率の励
起が可能となる。
【００１６】フッ化物ファイバ１は、ガラス組成がＺｎ
Ｆ4 −ＢａＦ2 −ＬａＦ2 −ＹＦ3−ＡｌＦ3 −ＬｉＦ
−ＮａＦ系の単一モードファイバを用いる。それぞれの
材料のモル比は、コアガラスは、ＺｎＦ4 が５６ｍｏｌ
％、ＢａＦ2 が１４ｍｏｌ％、Ｌａが 3.5ｍｏｌ％、Ｙ
Ｆ3 が２ｍｏｌ％、ＡｌＦ3 が７ｍｏｌ％、ＬｉＦが2.
5ｍｏｌ％、ＰｂＦが１５ｍｏｌ％であり、このガラス
のナトリウムＤ線を用いた屈折率は1.5532であった。ク
ラッドガラスは、ＺｎＦ4 が47.5ｍｏｌ％、ＢａＦ2 が
23.5ｍｏｌ％、Ｌａが 2.5ｍｏｌ％、ＹＦ3 が２ｍｏｌ
％、ＡｌＦ3 が4.5ｍｏｌ％、ＮａＦが２０ｍｏｌ％で
あり、このガラスのナトリウムＤ線を用いた屈折率は1.
4952であった。このファイバは比屈折率差Δｎが 3.7％
程度、コア径が 2.4μｍである。
Ｆ4 −ＢａＦ2 −ＬａＦ2 −ＹＦ3−ＡｌＦ3 −ＬｉＦ
−ＮａＦ系の単一モードファイバを用いる。それぞれの
材料のモル比は、コアガラスは、ＺｎＦ4 が５６ｍｏｌ
％、ＢａＦ2 が１４ｍｏｌ％、Ｌａが 3.5ｍｏｌ％、Ｙ
Ｆ3 が２ｍｏｌ％、ＡｌＦ3 が７ｍｏｌ％、ＬｉＦが2.
5ｍｏｌ％、ＰｂＦが１５ｍｏｌ％であり、このガラス
のナトリウムＤ線を用いた屈折率は1.5532であった。ク
ラッドガラスは、ＺｎＦ4 が47.5ｍｏｌ％、ＢａＦ2 が
23.5ｍｏｌ％、Ｌａが 2.5ｍｏｌ％、ＹＦ3 が２ｍｏｌ
％、ＡｌＦ3 が4.5ｍｏｌ％、ＮａＦが２０ｍｏｌ％で
あり、このガラスのナトリウムＤ線を用いた屈折率は1.
4952であった。このファイバは比屈折率差Δｎが 3.7％
程度、コア径が 2.4μｍである。
【００１７】光ファイバ増幅器の構成図を図６に示す。
光ファイバ増幅器は、前述のフッ化物ファイバ１と、信
号入力用光ファイバ２と、半導体レーザから出力される
0.78μｍの励起光をレンズを介して効率良く光ファイバ
に結合できるように構成された半導体ＬＤモジュール３
と、0.78μｍの励起光と 1.4μｍ帯の光を合成できるＷ
ＤＭファイバカップラ４と、フッ化物ファイバと石英フ
ァイバの接続を良くするための高Δｎの石英ファイバ５
−１，５−２と、光アイソレータ６と、信号出力用光フ
ァイバ７とからなる。
光ファイバ増幅器は、前述のフッ化物ファイバ１と、信
号入力用光ファイバ２と、半導体レーザから出力される
0.78μｍの励起光をレンズを介して効率良く光ファイバ
に結合できるように構成された半導体ＬＤモジュール３
と、0.78μｍの励起光と 1.4μｍ帯の光を合成できるＷ
ＤＭファイバカップラ４と、フッ化物ファイバと石英フ
ァイバの接続を良くするための高Δｎの石英ファイバ５
−１，５−２と、光アイソレータ６と、信号出力用光フ
ァイバ７とからなる。
【００１８】信号入力用光ファイバ２と半導体ＬＤモジ
ュール３とをＷＤＭファイバカップラ４に接続し、信号
光と励起光を合波させる。合波した光を取り出すＷＤＭ
ファイバカップラ４のポートには、接合部での光損失を
減らすためにマイクロバーナを用いてコア径を広げた高
Δｎ石英ファイバ５−１の一端を接続する。高Δｎ石英
ファイバ５−１の他端にはガラス製Ｖ溝ブロックを取り
付け、同じくＶ溝ブロックを取り付けたフッ化物ファイ
バ１の一端と高精度に調芯した後、ＵＶ接着剤で接続す
る。フッ化物ファイバ１の他端にも同様の方法で高Δｎ
石英ファイバ５−２の一端を接続する。高Δｎ石英ファ
イバ５−２の他端も、前述したようにマイクロバーナで
コア径を広げて光アイソレータ６の一端に接続する。光
アイソレータ６の他端には信号出力用光ファイバ７を取
り付ける。
ュール３とをＷＤＭファイバカップラ４に接続し、信号
光と励起光を合波させる。合波した光を取り出すＷＤＭ
ファイバカップラ４のポートには、接合部での光損失を
減らすためにマイクロバーナを用いてコア径を広げた高
Δｎ石英ファイバ５−１の一端を接続する。高Δｎ石英
ファイバ５−１の他端にはガラス製Ｖ溝ブロックを取り
付け、同じくＶ溝ブロックを取り付けたフッ化物ファイ
バ１の一端と高精度に調芯した後、ＵＶ接着剤で接続す
る。フッ化物ファイバ１の他端にも同様の方法で高Δｎ
石英ファイバ５−２の一端を接続する。高Δｎ石英ファ
イバ５−２の他端も、前述したようにマイクロバーナで
コア径を広げて光アイソレータ６の一端に接続する。光
アイソレータ６の他端には信号出力用光ファイバ７を取
り付ける。
【００１９】図７は1.46μｍ帯、−４０ｄＢｍの信号光
を入力した時の小信号利得特性を示す。励起光強度が 1
00ｍＷの時、信号光利得１５ｄＢを得た。また、利得係
数は0.2ｄＢ／ｍＷであった。
を入力した時の小信号利得特性を示す。励起光強度が 1
00ｍＷの時、信号光利得１５ｄＢを得た。また、利得係
数は0.2ｄＢ／ｍＷであった。
【００２０】図８は利得の信号光波長依存性を示す。信
号光利得は波長1.41μｍから1.52μｍの間で観測され、
増幅帯域（利得のピークから３ｄＢ下がる幅で定義され
る。）は４０ｎｍ程度であった。
号光利得は波長1.41μｍから1.52μｍの間で観測され、
増幅帯域（利得のピークから３ｄＢ下がる幅で定義され
る。）は４０ｎｍ程度であった。
【００２１】
【実施例２】コアに、Ｔｍ、Ｈｏ及びＥｕをそれぞれ 1
00ｐｐｍ、1000ｐｐｍ及び1000ｐｐｍ含む石英ファイバ
８を用いる。このファイバを用いることにより、実施例
１と同じ原理でＴｍの 3Ｆ4 の寿命が短くなり、その結
果、反転分布が形成され、高効率の光増幅が可能とな
る。
00ｐｐｍ、1000ｐｐｍ及び1000ｐｐｍ含む石英ファイバ
８を用いる。このファイバを用いることにより、実施例
１と同じ原理でＴｍの 3Ｆ4 の寿命が短くなり、その結
果、反転分布が形成され、高効率の光増幅が可能とな
る。
【００２２】石英ファイバ８は、ガラス組成がＳｉＯ2
−ＧｅＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 のものを用いる。それぞれの材
料のモル比は、コアガラスは、ＳｉＯ2 が９０ｍｏｌ
％、ＧｅＯ2 が９ｍｏｌ％、Ａｌ2 Ｏ3 が１ｍｏｌ％で
ある。また、クラッドガラスは、ＳｉＯ2 が１００ｍｏ
ｌ％である。コア−クラッド間の比屈折率差Δｎは１％
であり、カットオフ波長は 1.3μｍである。
−ＧｅＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 のものを用いる。それぞれの材
料のモル比は、コアガラスは、ＳｉＯ2 が９０ｍｏｌ
％、ＧｅＯ2 が９ｍｏｌ％、Ａｌ2 Ｏ3 が１ｍｏｌ％で
ある。また、クラッドガラスは、ＳｉＯ2 が１００ｍｏ
ｌ％である。コア−クラッド間の比屈折率差Δｎは１％
であり、カットオフ波長は 1.3μｍである。
【００２３】光ファイバ増幅器の構成図を図９に示す。
光ファイバ増幅器は、信号入力用光ファイバ２と、半導
体ＬＤモジュール３と、ＷＤＭファイバカップラ４と、
光アイソレータ６と、信号出力用光ファイバ７と、前述
の石英ファイバ８とからなる。
光ファイバ増幅器は、信号入力用光ファイバ２と、半導
体ＬＤモジュール３と、ＷＤＭファイバカップラ４と、
光アイソレータ６と、信号出力用光ファイバ７と、前述
の石英ファイバ８とからなる。
【００２４】信号入力用光ファイバ２と半導体ＬＤモジ
ュール３とをＷＤＭファイバカップラ４に融着接続し、
励起光と信号光を合波させる。ＷＤＭファイバカップラ
４の出力ポートには石英ファイバ８の一端を融着接続
し、該石英ファイバ８の他端には光アイソレータ６の一
端を融着接続する。光アイソレータ６の他端には信号光
出力用ファイバ７を融着接続する。
ュール３とをＷＤＭファイバカップラ４に融着接続し、
励起光と信号光を合波させる。ＷＤＭファイバカップラ
４の出力ポートには石英ファイバ８の一端を融着接続
し、該石英ファイバ８の他端には光アイソレータ６の一
端を融着接続する。光アイソレータ６の他端には信号光
出力用ファイバ７を融着接続する。
【００２５】図１０は図７と同様な小信号利得特性を示
す。励起光強度が 100ｍＷの時、信号光利得５ｄＢが得
られた。また、利得係数は0.02ｄＢ／ｍＷであった。
す。励起光強度が 100ｍＷの時、信号光利得５ｄＢが得
られた。また、利得係数は0.02ｄＢ／ｍＷであった。
【００２６】図１１は利得の信号光波長依存性を示す。
信号光利得は波長1.44μｍから1.48μｍの間で観測さ
れ、増幅帯域（利得のピークから３ｄＢ下がる幅で定義
される。）は３５ｎｍ程度であった。
信号光利得は波長1.44μｍから1.48μｍの間で観測さ
れ、増幅帯域（利得のピークから３ｄＢ下がる幅で定義
される。）は３５ｎｍ程度であった。
【００２７】このように実施例１の場合と同様に、Ｔｍ
に共添加として、Ｈｏイオン及びＥｕイオンを添加する
と、図２に示したようなエネルギ−移動が起こり、 3Ｆ
4 の寿命が短くなり、Ｔｍ単独添加では困難な 3Ｈ4 →
3Ｆ4 の反転分布の形成が可能となる。また、これと同
時に、Ｔｍの準位 3Ｈ4 への 0.8μｍ帯の光による直接
励起又は準位 3Ｆ3 への 0.7μｍの光による直接励起が
可能となり、励起に市販の高出力半導体ＬＤを用いるこ
とができるようになる。
に共添加として、Ｈｏイオン及びＥｕイオンを添加する
と、図２に示したようなエネルギ−移動が起こり、 3Ｆ
4 の寿命が短くなり、Ｔｍ単独添加では困難な 3Ｈ4 →
3Ｆ4 の反転分布の形成が可能となる。また、これと同
時に、Ｔｍの準位 3Ｈ4 への 0.8μｍ帯の光による直接
励起又は準位 3Ｆ3 への 0.7μｍの光による直接励起が
可能となり、励起に市販の高出力半導体ＬＤを用いるこ
とができるようになる。
【００２８】なお、石英ファイバを用いた場合の方がフ
ッ化物ファイバを用いた場合よりも効率が悪いのは、 3
Ｈ4 からフォノン緩和により下位の準位に落ちる割合が
多くなるためであると考えられる。
ッ化物ファイバを用いた場合よりも効率が悪いのは、 3
Ｈ4 からフォノン緩和により下位の準位に落ちる割合が
多くなるためであると考えられる。
【００２９】
【実施例３】コアに、Ｔｍ、Ｈｏ及びＥｕをそれぞれ0.
05ｗｔ％、１ｗｔ％及び１ｗｔ％含むアルミ多成分ガラ
ス光ファイバ９を用いる。
05ｗｔ％、１ｗｔ％及び１ｗｔ％含むアルミ多成分ガラ
ス光ファイバ９を用いる。
【００３０】アルミ多成分ガラス光ファイバ９は、ガラ
ス組成がＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 （ＧｅＯ2 ）−ＣａＯ−
ＭｇＯの単一モードファイバを用いる。それぞれの材料
のモル比は、コアガラスは、Ａｌ2 Ｏ3 が４１ｍｏｌ
％、ＧｅＯ2 が６ｍｏｌ％、ＭｇＯが５ｍｏｌ％、Ｃａ
Ｏが４８ｍｏｌ％である。また、クラッドガラスは、Ａ
ｌ2 Ｏ3 が４１ｍｏｌ％、ＳｉＯ2 が６ｍｏｌ％、Ｍｇ
Ｏが５ｍｏｌ％、ＣａＯが４８ｍｏｌ％である。このフ
ァイバは比屈折率差Δｎが１％程度、コア径が５μｍで
ある。
ス組成がＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 （ＧｅＯ2 ）−ＣａＯ−
ＭｇＯの単一モードファイバを用いる。それぞれの材料
のモル比は、コアガラスは、Ａｌ2 Ｏ3 が４１ｍｏｌ
％、ＧｅＯ2 が６ｍｏｌ％、ＭｇＯが５ｍｏｌ％、Ｃａ
Ｏが４８ｍｏｌ％である。また、クラッドガラスは、Ａ
ｌ2 Ｏ3 が４１ｍｏｌ％、ＳｉＯ2 が６ｍｏｌ％、Ｍｇ
Ｏが５ｍｏｌ％、ＣａＯが４８ｍｏｌ％である。このフ
ァイバは比屈折率差Δｎが１％程度、コア径が５μｍで
ある。
【００３１】光増幅器の構成図を図１２に示す。光ファ
イバ増幅器は、信号入力用光ファイバ２と、半導体ＬＤ
モジュール３と、ＷＤＭファイバカップラ４と、光アイ
ソレータ６と、信号出力用光ファイバ７と、前述のアル
ミ多成分ガラス光ファイバ９とからなる。
イバ増幅器は、信号入力用光ファイバ２と、半導体ＬＤ
モジュール３と、ＷＤＭファイバカップラ４と、光アイ
ソレータ６と、信号出力用光ファイバ７と、前述のアル
ミ多成分ガラス光ファイバ９とからなる。
【００３２】信号入力用光ファイバ２と半導体ＬＤモジ
ュール３とをＷＤＭファイバカップラ４に接続し、信号
光と励起光を合波させる。合波した光を取り出すＷＤＭ
ファイバカップラ４のポートにはガラス製Ｖ溝ブロック
を取り付け、同じくＶ溝ブロックを取り付けたアルミ多
成分ガラス光ファイバ９の一端と高精度に調芯した後、
ＵＶ接着剤で接続する。アルミ多成分ガラス光ファイバ
９の他端にも同様の方法で光アイソレータ６の一端を接
続する。光アイソレータ６の他端には信号出力用光ファ
イバ７を取り付ける。
ュール３とをＷＤＭファイバカップラ４に接続し、信号
光と励起光を合波させる。合波した光を取り出すＷＤＭ
ファイバカップラ４のポートにはガラス製Ｖ溝ブロック
を取り付け、同じくＶ溝ブロックを取り付けたアルミ多
成分ガラス光ファイバ９の一端と高精度に調芯した後、
ＵＶ接着剤で接続する。アルミ多成分ガラス光ファイバ
９の他端にも同様の方法で光アイソレータ６の一端を接
続する。光アイソレータ６の他端には信号出力用光ファ
イバ７を取り付ける。
【００３３】図１３は図７と同様な小信号利得特性を示
す。励起光強度 100ｍＷの時、信号光利得１０ｄＢが得
られた。なお、実施例１のフッ化物ファイバより利得が
小さいのは、主にファイバの損失が大きいためであると
考えられる。
す。励起光強度 100ｍＷの時、信号光利得１０ｄＢが得
られた。なお、実施例１のフッ化物ファイバより利得が
小さいのは、主にファイバの損失が大きいためであると
考えられる。
【００３４】
【実施例４】コアに、Ｔｍ、Ｈｏ及びＥｕをそれぞれ0.
05ｗｔ％、１ｗｔ％及び１ｗｔ％添加したりん酸ガラス
ファイバを用いる。
05ｗｔ％、１ｗｔ％及び１ｗｔ％添加したりん酸ガラス
ファイバを用いる。
【００３５】りん酸ガラスファイバは、ガラス組成がＰ
2 Ｏ5 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｎａ2 Ｏのものを用いる。それぞ
れの材料のモル比は、コアガラスは、Ｐ2 Ｏ5 が３１ｍ
ｏｌ％、Ａｌ2 Ｏ3 が２３ｍｏｌ％、Ｎａ2 Ｏが４４ｍ
ｏｌ％、ＰｂＯが２ｍｏｌ％である。クラッドガラス
は、Ａｌ2 Ｏ3 が２７ｍｏｌ％、Ｎａ2 Ｏが41.5ｍｏｌ
％、Ｐ2 Ｏ5 が31.5ｍｏｌ％である。このファイバは比
屈折率差が０．５％、コア径が５μｍである。
2 Ｏ5 −Ａｌ2 Ｏ3 −Ｎａ2 Ｏのものを用いる。それぞ
れの材料のモル比は、コアガラスは、Ｐ2 Ｏ5 が３１ｍ
ｏｌ％、Ａｌ2 Ｏ3 が２３ｍｏｌ％、Ｎａ2 Ｏが４４ｍ
ｏｌ％、ＰｂＯが２ｍｏｌ％である。クラッドガラス
は、Ａｌ2 Ｏ3 が２７ｍｏｌ％、Ｎａ2 Ｏが41.5ｍｏｌ
％、Ｐ2 Ｏ5 が31.5ｍｏｌ％である。このファイバは比
屈折率差が０．５％、コア径が５μｍである。
【００３６】光ファイバ増幅器の構成は、図１２に示し
た実施例３の構成において、アルミ多成分ガラス光ファ
イバ９を前述したりん酸ガラスファイバに置き換えたも
のである。
た実施例３の構成において、アルミ多成分ガラス光ファ
イバ９を前述したりん酸ガラスファイバに置き換えたも
のである。
【００３７】図１４は図７と同様な小信号利得特性を示
す。励起光強度 100ｍＷの時、信号光利得は２ｄＢ程度
であった。なお、利得が低いのはりん酸ガラスのフォノ
ン緩和が大きいためと、りん酸ガラス光ファイバの損失
が大きいためであると考えられる。また、ガラス化でき
る範囲で各組成成分を変化させても利得は大きく変化し
なかった。また、りん酸ガラスの成分にはＡｌＦ3 、Ｌ
ｉＦ、ＭｇＦ2 、ＣａＦ2 を加えたフツりん酸ガラスで
も同様の結果を得た。
す。励起光強度 100ｍＷの時、信号光利得は２ｄＢ程度
であった。なお、利得が低いのはりん酸ガラスのフォノ
ン緩和が大きいためと、りん酸ガラス光ファイバの損失
が大きいためであると考えられる。また、ガラス化でき
る範囲で各組成成分を変化させても利得は大きく変化し
なかった。また、りん酸ガラスの成分にはＡｌＦ3 、Ｌ
ｉＦ、ＭｇＦ2 、ＣａＦ2 を加えたフツりん酸ガラスで
も同様の結果を得た。
【００３８】（比較例１）比較例として、実施例１、
２、３及び４で使用したホストガラスである、フッ化物
ガラス、石英ガラス、アルミ多成分ガラス及びりん酸ガ
ラス（フツりん酸ガラス）と全く同じ成分のホストガラ
スに、Ｔｍを単独にコアに添加した光ファイバを用い
た。光ファイバ増幅器の構成は、それぞれの実施例と同
じ構成を用いた。この場合、誘導放出遷移の下準位であ
る 3Ｆ4 の寿命が長いため、反転分布は形成されず、利
得は全く得られなかった。
２、３及び４で使用したホストガラスである、フッ化物
ガラス、石英ガラス、アルミ多成分ガラス及びりん酸ガ
ラス（フツりん酸ガラス）と全く同じ成分のホストガラ
スに、Ｔｍを単独にコアに添加した光ファイバを用い
た。光ファイバ増幅器の構成は、それぞれの実施例と同
じ構成を用いた。この場合、誘導放出遷移の下準位であ
る 3Ｆ4 の寿命が長いため、反転分布は形成されず、利
得は全く得られなかった。
【００３９】以上述べたように、Ｔｍ単独添加では利得
を得ることはできないが、Ｈｏ及びＥｕを共添加するこ
とにより利得を得ることが可能となる。
を得ることはできないが、Ｈｏ及びＥｕを共添加するこ
とにより利得を得ることが可能となる。
【００４０】
【実施例５】コアに、Ｔｍ及びＴｂをそれぞれ0.05ｗｔ
％及び１ｗｔ％含むフッ化物ファイバを用いる。このフ
ァイバを用いることにより、図３に示したように寿命の
長いＴｍの 3Ｆ4 の準位からＴｂの 7Ｆ0 ， 7Ｆ1 への
エネルギーの移動が起こるため、Ｔｍの 3Ｆ4 の寿命が
短くなり、その結果、反転分布が形成され、高効率の光
増幅が可能となる。
％及び１ｗｔ％含むフッ化物ファイバを用いる。このフ
ァイバを用いることにより、図３に示したように寿命の
長いＴｍの 3Ｆ4 の準位からＴｂの 7Ｆ0 ， 7Ｆ1 への
エネルギーの移動が起こるため、Ｔｍの 3Ｆ4 の寿命が
短くなり、その結果、反転分布が形成され、高効率の光
増幅が可能となる。
【００４１】フッ化物ファイバは、ガラス組成がＺｎＦ
4 −ＢａＦ2 −ＬａＦ2 −ＹＦ3 −ＬｉＦ−ＮａＦの単
一モードファイバを用いる。それぞれの材料のモル比は
実施例１と同様である。このファイバは比屈折率差Δｎ
が 3.7％程度、コア径が 2.4μｍである。
4 −ＢａＦ2 −ＬａＦ2 −ＹＦ3 −ＬｉＦ−ＮａＦの単
一モードファイバを用いる。それぞれの材料のモル比は
実施例１と同様である。このファイバは比屈折率差Δｎ
が 3.7％程度、コア径が 2.4μｍである。
【００４２】光ファイバ増幅器の構成は、図６に示した
実施例１の構成において、フッ化物ファイバ１を前述し
たフッ化物ファイバに置き換えたものである。
実施例１の構成において、フッ化物ファイバ１を前述し
たフッ化物ファイバに置き換えたものである。
【００４３】図１５は図７と同様な小信号利得特性を示
す。励起光強度 100ｍＷの時、信号光利得は２ｄＢであ
った。
す。励起光強度 100ｍＷの時、信号光利得は２ｄＢであ
った。
【００４４】
【実施例６】コアに、Ｔｍ及びＴｂをそれぞれ 100ｐｐ
ｍ及び1000ｐｐｍ含む石英ファイバを用いる。
ｍ及び1000ｐｐｍ含む石英ファイバを用いる。
【００４５】石英ファイバは、ガラス組成がＳｉＯ2 −
ＧｅＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 のものを用いる。それぞれの材料
のモル比は実施例２と同様である。このファイバはコア
−クラッド間の比屈折率差Δｎは１％であり、カットオ
フ波長は 1.1μｍである。
ＧｅＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 のものを用いる。それぞれの材料
のモル比は実施例２と同様である。このファイバはコア
−クラッド間の比屈折率差Δｎは１％であり、カットオ
フ波長は 1.1μｍである。
【００４６】光ファイバ増幅器の構成は、図９に示した
実施例２の構成において、石英ファイバ８を前述した石
英ファイバに置き換えたものである。
実施例２の構成において、石英ファイバ８を前述した石
英ファイバに置き換えたものである。
【００４７】図１６は図７と同様な小信号利得特性を示
す。励起光強度 100ｍＷの時、信号光利得は５ｄＢであ
った。
す。励起光強度 100ｍＷの時、信号光利得は５ｄＢであ
った。
【００４８】（比較例２）比較例として、実施例５及び
６で使用したホストガラスである、フッ化物ガラス及び
石英ガラスと全く同じ成分のホストガラスに、Ｔｍを単
独にコアに添加した光ファイバを用いた。光ファイバ増
幅器の構成は、それぞれの実施例と同じ構成を用いた。
この場合、誘導放出遷移の下準位である 3Ｆ4 の寿命が
長いため、反転分布は形成されず、利得は全く得られな
かった。
６で使用したホストガラスである、フッ化物ガラス及び
石英ガラスと全く同じ成分のホストガラスに、Ｔｍを単
独にコアに添加した光ファイバを用いた。光ファイバ増
幅器の構成は、それぞれの実施例と同じ構成を用いた。
この場合、誘導放出遷移の下準位である 3Ｆ4 の寿命が
長いため、反転分布は形成されず、利得は全く得られな
かった。
【００４９】以上述べたように、Ｔｍ単独添加では利得
を得ることはできないが、Ｔｂを共添加することにより
利得を得ることが可能となる。
を得ることはできないが、Ｔｂを共添加することにより
利得を得ることが可能となる。
【００５０】
【実施例７】コアに、Ｔｍ及びＥｕをそれぞれ0.05ｗｔ
％及び１ｗｔ％含むフッ化物ファイバを用いる。このフ
ァイバを用いることにより、図４に示したように寿命の
長いＴｍの 3Ｆ4 の準位からＥｕの 7Ｆ6 ， 7Ｆ5 への
エネルギーの移動が起こるため、Ｔｍの 3Ｆ4 の寿命が
短くなり、その結果、反転分布が形成され、高効率の光
増幅が可能となる。
％及び１ｗｔ％含むフッ化物ファイバを用いる。このフ
ァイバを用いることにより、図４に示したように寿命の
長いＴｍの 3Ｆ4 の準位からＥｕの 7Ｆ6 ， 7Ｆ5 への
エネルギーの移動が起こるため、Ｔｍの 3Ｆ4 の寿命が
短くなり、その結果、反転分布が形成され、高効率の光
増幅が可能となる。
【００５１】フッ化物ファイバは、ガラス組成がＺｎＦ
4 −ＢａＦ2 −ＬａＦ2 −ＹＦ3 −ＬｉＦ−ＮａＦの単
一モードファイバを用いる。それぞれの材料のモル比は
実施例１と同様である。このファイバは比屈折率差Δｎ
が 3.7％程度、コア径が 2.4μｍである。
4 −ＢａＦ2 −ＬａＦ2 −ＹＦ3 −ＬｉＦ−ＮａＦの単
一モードファイバを用いる。それぞれの材料のモル比は
実施例１と同様である。このファイバは比屈折率差Δｎ
が 3.7％程度、コア径が 2.4μｍである。
【００５２】光ファイバ増幅器の構成は、図６に示した
実施例１の構成において、フッ化物ファイバ１を前述し
たフッ化物ファイバに置き換えたものである。
実施例１の構成において、フッ化物ファイバ１を前述し
たフッ化物ファイバに置き換えたものである。
【００５３】図１７は図７と同様な小信号利得特性を示
す。励起光強度 100ｍＷの時、信号光利得は４ｄＢであ
った。
す。励起光強度 100ｍＷの時、信号光利得は４ｄＢであ
った。
【００５４】
【実施例８】コアに、Ｔｍ及びＥｕをそれぞれ 100ｐｐ
ｍ及び1000ｐｐｍ含む石英ファイバを用いる。
ｍ及び1000ｐｐｍ含む石英ファイバを用いる。
【００５５】石英ファイバは、ガラス組成がＳｉＯ2 −
ＧｅＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 のものを用いる。それぞれの材料
のモル比は実施例２と同様である。コア−クラッド間の
比屈折率差Δｎは１％であり、カットオフ波長は 1.3μ
ｍである。
ＧｅＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 のものを用いる。それぞれの材料
のモル比は実施例２と同様である。コア−クラッド間の
比屈折率差Δｎは１％であり、カットオフ波長は 1.3μ
ｍである。
【００５６】光ファイバ増幅器の構成は、図９に示した
実施例２の構成において、石英ファイバ８を前述した石
英ファイバに置き換えたものである。
実施例２の構成において、石英ファイバ８を前述した石
英ファイバに置き換えたものである。
【００５７】図１８は図７と同様な小信号利得特性を示
す。励起光強度 100ｍＷの時、信号光利得は２ｄＢであ
った。
す。励起光強度 100ｍＷの時、信号光利得は２ｄＢであ
った。
【００５８】（比較例３）比較例として、実施例７及び
８で使用したホストガラスである、フッ化物ガラス及び
石英ガラスと全く同じ成分のホストガラスに、Ｔｍを単
独にコアに添加した光ファイバを用いた。光ファイバ増
幅器の構成は、それぞれの実施例と同じ構成を用いた。
この場合、誘導放出遷移の下準位である 3Ｆ4 の寿命が
長いため、反転分布は形成されず、利得は全く得られな
かった。
８で使用したホストガラスである、フッ化物ガラス及び
石英ガラスと全く同じ成分のホストガラスに、Ｔｍを単
独にコアに添加した光ファイバを用いた。光ファイバ増
幅器の構成は、それぞれの実施例と同じ構成を用いた。
この場合、誘導放出遷移の下準位である 3Ｆ4 の寿命が
長いため、反転分布は形成されず、利得は全く得られな
かった。
【００５９】以上述べたように、Ｔｍ単独添加では利得
を得ることはできないが、Ｅｕを共添加することにより
利得を得ることが可能となる。
を得ることはできないが、Ｅｕを共添加することにより
利得を得ることが可能となる。
【００６０】
【実施例９】コアに、Ｔｍ及びＨｏをそれぞれ0.05５ｗ
ｔ％及び１ｗｔ％含むフッ化物ファイバを用いる。この
ファイバを用いることにより、Ｔｍの誘導放出遷移 3Ｈ
4 →3Ｆ4 において、図５に示したように寿命の長い 3
Ｆ4 の準位からＨｏの 5Ｉ7へのエネルギーの移動が起
こるため、Ｔｍの 3Ｆ4 の寿命が短くなり、その結果、
反転分布が形成され、高効率の光増幅が可能となる。
ｔ％及び１ｗｔ％含むフッ化物ファイバを用いる。この
ファイバを用いることにより、Ｔｍの誘導放出遷移 3Ｈ
4 →3Ｆ4 において、図５に示したように寿命の長い 3
Ｆ4 の準位からＨｏの 5Ｉ7へのエネルギーの移動が起
こるため、Ｔｍの 3Ｆ4 の寿命が短くなり、その結果、
反転分布が形成され、高効率の光増幅が可能となる。
【００６１】フッ化物ファイバは、ガラス組成がＺｎＦ
4 −ＢａＦ2 −ＬａＦ2 −ＹＦ3 −ＬｉＦ−ＮａＦの単
一モードファイバを用いる。それぞれの材料のモル比は
実施例１と同様である。このファイバは比屈折率差Δｎ
が 3.7％程度、コア径が 2.4μｍである。
4 −ＢａＦ2 −ＬａＦ2 −ＹＦ3 −ＬｉＦ−ＮａＦの単
一モードファイバを用いる。それぞれの材料のモル比は
実施例１と同様である。このファイバは比屈折率差Δｎ
が 3.7％程度、コア径が 2.4μｍである。
【００６２】光ファイバ増幅器の構成は、図６に示した
実施例１の構成において、フッ化物ファイバ１を前述し
たフッ化物ファイバに置き換えたものである。
実施例１の構成において、フッ化物ファイバ１を前述し
たフッ化物ファイバに置き換えたものである。
【００６３】図１９は図７と同様な小信号利得特性を示
す。励起光強度 100ｍＷの時、信号光利得は２ｄＢであ
った。信号利得係数は0.05ｄＢ／ｍＷ程度であった。ま
た、この際、0.55μｍ帯に発光が観測された。これは0.
79μｍの励起光によるＨｏの5Ｉ7 から 5Ｆ5 へのアッ
プコンバージョンによるものと考えられる。
す。励起光強度 100ｍＷの時、信号光利得は２ｄＢであ
った。信号利得係数は0.05ｄＢ／ｍＷ程度であった。ま
た、この際、0.55μｍ帯に発光が観測された。これは0.
79μｍの励起光によるＨｏの5Ｉ7 から 5Ｆ5 へのアッ
プコンバージョンによるものと考えられる。
【００６４】
【実施例１０】コアに、Ｔｍ及びＨｏをそれぞれ 100ｐ
ｐｍ及び1000ｐｐｍ含む石英ファイバを用いる。
ｐｍ及び1000ｐｐｍ含む石英ファイバを用いる。
【００６５】石英ファイバは、ガラス組成がＳｉＯ2 −
ＧｅＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 のものを用いる。それぞれの材料
のモル比は実施例２と同様である。コア−クラッド間の
比屈折率差Δｎは１％であり、カットオフ波長は 1.3μ
ｍである。
ＧｅＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 のものを用いる。それぞれの材料
のモル比は実施例２と同様である。コア−クラッド間の
比屈折率差Δｎは１％であり、カットオフ波長は 1.3μ
ｍである。
【００６６】光ファイバ増幅器の構成は、図９に示した
実施例２の構成において、石英ファイバ８を前述した石
英ファイバに置き換えたものである。
実施例２の構成において、石英ファイバ８を前述した石
英ファイバに置き換えたものである。
【００６７】図２０は図７と同様な小信号利得特性を示
す。励起光強度 100ｍＷの時、信号光利得は２ｄＢであ
った。また、信号利得係数は0.05ｄＢ／ｍＷ程度であっ
た。
す。励起光強度 100ｍＷの時、信号光利得は２ｄＢであ
った。また、信号利得係数は0.05ｄＢ／ｍＷ程度であっ
た。
【００６８】（比較例４）比較例として、実施例９及び
１０で使用したホストガラスである、フッ化物ガラス及
び石英ガラスと全く同じ成分のホストガラスに、Ｔｍを
単独にコアに添加した光ファイバを用いた。光ファイバ
増幅器の構成は、それぞれの実施例と同じ構成を用い
た。この場合、誘導放出遷移の下準位である 3Ｆ4 の寿
命が長いため、反転分布は形成されず、利得は全く得ら
れなかった。
１０で使用したホストガラスである、フッ化物ガラス及
び石英ガラスと全く同じ成分のホストガラスに、Ｔｍを
単独にコアに添加した光ファイバを用いた。光ファイバ
増幅器の構成は、それぞれの実施例と同じ構成を用い
た。この場合、誘導放出遷移の下準位である 3Ｆ4 の寿
命が長いため、反転分布は形成されず、利得は全く得ら
れなかった。
【００６９】以上述べたように、Ｔｍ単独添加では利得
を得ることができないが、Ｈｏを共添加することにより
利得を得ることが可能となる。
を得ることができないが、Ｈｏを共添加することにより
利得を得ることが可能となる。
【００７０】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、これらの共添加を有効とするホストガラス
は、前述の石英ガラス、フッ化物ガラス、アルミ多成分
ガラス、りん酸ガラス（フツりん酸ガラス）以外にも様
々考えられ、その主旨を逸脱しない範囲において変更は
可能である。
明したが、これらの共添加を有効とするホストガラス
は、前述の石英ガラス、フッ化物ガラス、アルミ多成分
ガラス、りん酸ガラス（フツりん酸ガラス）以外にも様
々考えられ、その主旨を逸脱しない範囲において変更は
可能である。
【００７１】また、光ファイバ増幅器の構成に関して
も、前述実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱
しない範囲で変更は可能である。
も、前述実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱
しない範囲で変更は可能である。
【００７２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、増
幅用光ファイバとして、少なくともそのコアにＴｍとと
もに、Ｈｏ及びＥｕを共添加するか又はＴｂ、Ｅｕ及び
Ｈｏのうちのいずれか１つを共添加したものを用いたた
め、Ｔｍの 3Ｆ4 からそれぞれの元素のエネルギー準位
にエネルギー移動が起こり、 3Ｆ4 の寿命が短くなり、
Ｔｍ単独添加では困難な 3Ｈ4 → 3Ｆ4 の反転分布の形
成が可能となり、これによって高効率な 1.4μｍ帯の光
ファイバ増幅器の作製が可能となる。また、これと同時
に半導体ＬＤを用いた 0.7μｍ帯もしくは 0.8μｍ帯の
励起が可能となる。
幅用光ファイバとして、少なくともそのコアにＴｍとと
もに、Ｈｏ及びＥｕを共添加するか又はＴｂ、Ｅｕ及び
Ｈｏのうちのいずれか１つを共添加したものを用いたた
め、Ｔｍの 3Ｆ4 からそれぞれの元素のエネルギー準位
にエネルギー移動が起こり、 3Ｆ4 の寿命が短くなり、
Ｔｍ単独添加では困難な 3Ｈ4 → 3Ｆ4 の反転分布の形
成が可能となり、これによって高効率な 1.4μｍ帯の光
ファイバ増幅器の作製が可能となる。また、これと同時
に半導体ＬＤを用いた 0.7μｍ帯もしくは 0.8μｍ帯の
励起が可能となる。
【図１】Ｔｍのエネルギー準位図
【図２】Ｔｍと共添加元素のエネルギー準位図
【図３】Ｔｍと共添加元素のエネルギー準位図
【図４】Ｔｍと共添加元素のエネルギー準位図
【図５】Ｔｍと共添加元素のエネルギー準位図
【図６】フッ化物ファイバを用いた光ファイバ増幅器の
構成図
構成図
【図７】Ｔｍ，Ｈｏ，Ｅｕ共添加フッ化物ファイバによ
る小信号利得特性図
る小信号利得特性図
【図８】Ｔｍ，Ｈｏ，Ｅｕ共添加フッ化物ファイバによ
る利得の信号光波長依存特性図
る利得の信号光波長依存特性図
【図９】石英ファイバを用いた光ファイバ増幅器の構成
図
図
【図１０】Ｔｍ，Ｈｏ，Ｅｕ共添加石英ファイバによる
小信号利得特性図
小信号利得特性図
【図１１】Ｔｍ，Ｈｏ，Ｅｕ共添加石英ファイバによる
利得の信号光波長依存特性図
利得の信号光波長依存特性図
【図１２】アルミ多成分ガラス光ファイバを用いた光フ
ァイバ増幅器の構成図
ァイバ増幅器の構成図
【図１３】Ｔｍ，Ｈｏ，Ｅｕ共添加アルミ多成分ガラス
光ファイバによる小信号利得特性図
光ファイバによる小信号利得特性図
【図１４】Ｔｍ，Ｈｏ，Ｅｕ共添加りん酸ガラス光ファ
イバによる小信号利得特性図
イバによる小信号利得特性図
【図１５】Ｔｍ，Ｔｂ共添加フッ化物ファイバによる小
信号利得特性図
信号利得特性図
【図１６】Ｔｍ，Ｔｂ共添加石英ファイバによる小信号
利得特性図
利得特性図
【図１７】Ｔｍ，Ｅｕ共添加フッ化物ファイバによる小
信号利得特性図
信号利得特性図
【図１８】Ｔｍ，Ｅｕ共添加石英ファイバによる小信号
利得特性図
利得特性図
【図１９】Ｔｍ，Ｈｏ共添加フッ化物ファイバによる小
信号利得特性図
信号利得特性図
【図２０】Ｔｍ，Ｈｏ共添加石英ファイバによる小信号
利得特性図
利得特性図
１…Ｔｍ，Ｈｏ，Ｅｕ共添加フッ化物ファイバ、２…信
号入力用光ファイバ、３…半導体ＬＤモジュール、４…
ＷＤＭファイバカップラ、５−１，５−２…高Δｎ石英
ファイバ、６…光アイソレータ、７…信号出力用光ファ
イバ、８…Ｔｍ，Ｈｏ，Ｅｕ共添加石英ファイバ、９…
Ｔｍ，Ｈｏ，Ｅｕ共添加アルミ多成分ガラスファイバ。
号入力用光ファイバ、３…半導体ＬＤモジュール、４…
ＷＤＭファイバカップラ、５−１，５−２…高Δｎ石英
ファイバ、６…光アイソレータ、７…信号出力用光ファ
イバ、８…Ｔｍ，Ｈｏ，Ｅｕ共添加石英ファイバ、９…
Ｔｍ，Ｈｏ，Ｅｕ共添加アルミ多成分ガラスファイバ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金森 照寿 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 須藤 昭一 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 励起光源、光合分波素子、増幅用光ファ
イバ及び光アイソレータを備えた光ファイバ増幅器にお
いて、 増幅用光ファイバとして、少なくともそのコアに希土類
元素であるＴｍ、Ｈｏ及びＥｕを共添加したものを用い
たことを特徴とする光ファイバ増幅器。 - 【請求項２】 励起光源、光合分波素子、増幅用光ファ
イバ及び光アイソレータを備えた光ファイバ増幅器にお
いて、 増幅用光ファイバとして、少なくともそのコアに希土類
元素であるＴｂ、Ｅｕ及びＨｏのうちのいずれか１つと
Ｔｍとを共添加したものを用いたことを特徴とする光フ
ァイバ増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19113993A JPH0745899A (ja) | 1993-08-02 | 1993-08-02 | 光ファイバ増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19113993A JPH0745899A (ja) | 1993-08-02 | 1993-08-02 | 光ファイバ増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0745899A true JPH0745899A (ja) | 1995-02-14 |
Family
ID=16269542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19113993A Pending JPH0745899A (ja) | 1993-08-02 | 1993-08-02 | 光ファイバ増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0745899A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6501596B1 (en) | 2001-11-15 | 2002-12-31 | Central Glass Company, Limited | 1.4-1.52 μm-band optical amplifier |
| JP2015226048A (ja) * | 2014-05-29 | 2015-12-14 | 株式会社トリマティス | 広帯域光源 |
-
1993
- 1993-08-02 JP JP19113993A patent/JPH0745899A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6501596B1 (en) | 2001-11-15 | 2002-12-31 | Central Glass Company, Limited | 1.4-1.52 μm-band optical amplifier |
| JP2015226048A (ja) * | 2014-05-29 | 2015-12-14 | 株式会社トリマティス | 広帯域光源 |
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