JPH0769666A - 希土類元素添加光ファイバの製造方法 - Google Patents
希土類元素添加光ファイバの製造方法Info
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- JPH0769666A JPH0769666A JP21627793A JP21627793A JPH0769666A JP H0769666 A JPH0769666 A JP H0769666A JP 21627793 A JP21627793 A JP 21627793A JP 21627793 A JP21627793 A JP 21627793A JP H0769666 A JPH0769666 A JP H0769666A
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- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/01413—Reactant delivery systems
- C03B37/01433—Reactant delivery systems for delivering and depositing additional reactants as liquids or solutions, e.g. for solution doping of the porous glass preform
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- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 長尺な希土類元素添加光ファイバを容易に製
作でき、且つ希土類元素添加光ファイバとして効果的な
吸収損失が得られる希土類元素添加光ファイバの製造方
法を提供することを目的とする。 【構成】 本発明の製造方法は、ガラスパイプあるいは
ガラスロッドを出発材料として、その内面あるいは外面
に多孔質ガラス層を堆積し、液相で希土類元素化合物を
含浸し、この多孔質ガラス層を透明化することにより希
土類元素添加ガラス層を形成する。この製造方法により
得られるエルビウム添加光ファイバは、図１（ａ）〜図
１（ｄ）に示すように、コア１とクラッド２とエルビウ
ムが添加されたエルビウム添加領域３を有しており、図
１（ａ）はコア１の中心部にエルビウム添加領域３が位
置し、図１（ｂ）はコア１中の環状部分にエルビウム添
加領域３が位置し、同図（ｃ）はコア１の外周部にエル
ビウム添加領域３が位置し、同図（ｄ）はコア１に接す
るクラッド２の内側部にエルビウム添加層領域３が位置
している。
作でき、且つ希土類元素添加光ファイバとして効果的な
吸収損失が得られる希土類元素添加光ファイバの製造方
法を提供することを目的とする。 【構成】 本発明の製造方法は、ガラスパイプあるいは
ガラスロッドを出発材料として、その内面あるいは外面
に多孔質ガラス層を堆積し、液相で希土類元素化合物を
含浸し、この多孔質ガラス層を透明化することにより希
土類元素添加ガラス層を形成する。この製造方法により
得られるエルビウム添加光ファイバは、図１（ａ）〜図
１（ｄ）に示すように、コア１とクラッド２とエルビウ
ムが添加されたエルビウム添加領域３を有しており、図
１（ａ）はコア１の中心部にエルビウム添加領域３が位
置し、図１（ｂ）はコア１中の環状部分にエルビウム添
加領域３が位置し、同図（ｃ）はコア１の外周部にエル
ビウム添加領域３が位置し、同図（ｄ）はコア１に接す
るクラッド２の内側部にエルビウム添加層領域３が位置
している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信システムにおい
て伝送路の一部として用いられ、しかも伝送路内の光損
失を補償する光ファイバアンプに利用できる希土類元素
添加光ファイバの製造方法に関するものである。
て伝送路の一部として用いられ、しかも伝送路内の光損
失を補償する光ファイバアンプに利用できる希土類元素
添加光ファイバの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ自体を用いて光増幅を行う手
段として、希土類元素を光ファイバ中に添加する希土類
元素添加光ファイバ増幅器が注目されている。希土類元
素例えばエルビウム（Ｅｒ）を伝送用光ファイバの全長
に渡り（例えば数Ｋｍ〜百数十Ｋｍ）均一に且つ微量添
加し、励起光を導入して信号光を増幅することにより、
信号光の伝播中に発生する光ファイバによる損失を補償
することができる。このような分布定数型希土類元素添
加光ファイバ増幅器は、低雑音であること、伝搬中の信
号光強度の変化が少ないことから、信号強度に依存する
非線形効果を利用した光ソリトン伝送を安定に実現でき
る。
段として、希土類元素を光ファイバ中に添加する希土類
元素添加光ファイバ増幅器が注目されている。希土類元
素例えばエルビウム（Ｅｒ）を伝送用光ファイバの全長
に渡り（例えば数Ｋｍ〜百数十Ｋｍ）均一に且つ微量添
加し、励起光を導入して信号光を増幅することにより、
信号光の伝播中に発生する光ファイバによる損失を補償
することができる。このような分布定数型希土類元素添
加光ファイバ増幅器は、低雑音であること、伝搬中の信
号光強度の変化が少ないことから、信号強度に依存する
非線形効果を利用した光ソリトン伝送を安定に実現でき
る。
【０００３】分布定数型希土類元素添加光ファイバとし
て効果的な希土類元素による吸収損失は、波長１．５３
μｍに対して０．１〜数１０ｄＢ／Ｋｍである。この値
を得るには、通常コア部の全体に希土類元素を添加した
場合、希土類元素の添加濃度を平均０．０１〜数ｐｐｍ
としなければならない。しかしながら、このように僅か
な量の希土類元素を安定に再現性よく添加するのは困難
であった。
て効果的な希土類元素による吸収損失は、波長１．５３
μｍに対して０．１〜数１０ｄＢ／Ｋｍである。この値
を得るには、通常コア部の全体に希土類元素を添加した
場合、希土類元素の添加濃度を平均０．０１〜数ｐｐｍ
としなければならない。しかしながら、このように僅か
な量の希土類元素を安定に再現性よく添加するのは困難
であった。
【０００４】そこで、この問題を解決するための希土類
元素添加光ファイバとして、コアの一部にのみＥｒをド
ープした光ファイバが「TECHNICAL DIGESET VOLUME4 CO
NFERENCE EDITION, FEBRUARY 21-26, 1993」に示されて
いる。すなわち、コアの中心領域のみ、またはコアの周
辺領域のみ、あるいはコア中の円環状領域のみにＥｒを
ドープし、コアの全体としての希土類元素ドープ量を等
価的に低くした希土類添加光ファイバである。
元素添加光ファイバとして、コアの一部にのみＥｒをド
ープした光ファイバが「TECHNICAL DIGESET VOLUME4 CO
NFERENCE EDITION, FEBRUARY 21-26, 1993」に示されて
いる。すなわち、コアの中心領域のみ、またはコアの周
辺領域のみ、あるいはコア中の円環状領域のみにＥｒを
ドープし、コアの全体としての希土類元素ドープ量を等
価的に低くした希土類添加光ファイバである。
【０００５】そして、このような光ファイバの製造方法
として、「A Distributed ErbiumDoped Fiber Amplifie
r, OPTICAL FIBER COMMUNICATION CONFERENCE 1990,POS
TDEADLINE PAPERS, PD19」に記載の技術がある。この光
ファイバはコア部が２重層となっており、中心部の層に
は希土類元素が添加されていて、その外周部の層には希
土類元素は添加されていない。この光ファイバの製造方
法はＭＣＶＤ法によりガラスパイプ内面にクラッド部お
よびコア部を順に堆積させ、コラップス工程前にその空
孔内に「種ファイバ」と呼ばれるエルビウムを添加した
細いファイバを挿入する。そして、コラップス工程を施
しプリフォームを製造する。「種ファイバ」もまたＭＣ
ＶＤ法により作製され、数千ｐｐｍの比較的高濃度のエ
ルビウムが添加されている。
として、「A Distributed ErbiumDoped Fiber Amplifie
r, OPTICAL FIBER COMMUNICATION CONFERENCE 1990,POS
TDEADLINE PAPERS, PD19」に記載の技術がある。この光
ファイバはコア部が２重層となっており、中心部の層に
は希土類元素が添加されていて、その外周部の層には希
土類元素は添加されていない。この光ファイバの製造方
法はＭＣＶＤ法によりガラスパイプ内面にクラッド部お
よびコア部を順に堆積させ、コラップス工程前にその空
孔内に「種ファイバ」と呼ばれるエルビウムを添加した
細いファイバを挿入する。そして、コラップス工程を施
しプリフォームを製造する。「種ファイバ」もまたＭＣ
ＶＤ法により作製され、数千ｐｐｍの比較的高濃度のエ
ルビウムが添加されている。
【０００６】ここで、プリフォームのコア全体の直径
０．５ｍｍに対して、「種ファイバ」の直径は僅か１０
μｍである。最後に、このプリフォームを線引きしてエ
ルビウム添加光ファイバを得る。この光ファイバは、コ
アの中央部の狭い領域のみにエルビウムが添加されてい
るので、数千ｐｐｍの高濃度にエルビウムが添加されて
いても、コア全体としては等価的には低ドープとするこ
とができ、分布定数型エルビウム添加ファイバとして期
待できる吸収損失（０．１〜数１０ｄＢ／Ｋｍ、波長＝
１．５３μｍ）を得ることができる。
０．５ｍｍに対して、「種ファイバ」の直径は僅か１０
μｍである。最後に、このプリフォームを線引きしてエ
ルビウム添加光ファイバを得る。この光ファイバは、コ
アの中央部の狭い領域のみにエルビウムが添加されてい
るので、数千ｐｐｍの高濃度にエルビウムが添加されて
いても、コア全体としては等価的には低ドープとするこ
とができ、分布定数型エルビウム添加ファイバとして期
待できる吸収損失（０．１〜数１０ｄＢ／Ｋｍ、波長＝
１．５３μｍ）を得ることができる。
【０００７】また、他の希土類元素添加光ファイバ及び
その製造方法として、「ATTENUATION FREE, DISPERSION
SHIFTED FIBER DOPED WITH DISTRIBUTED ERBIUM, 1990
TECHNICAL DIGEST SERIES VOLUME 13」に記載の技術が
ある。この希土類元素添加光ファイバもまた、コア部が
２重層となっており中心部の層に希土類元素が添加され
ている。この光ファイバの製造方法は、まずエルビウム
が高濃度に添加された石英ガラスの細い棒を用意する。
次に、気相成長法によりＧｅを添加した多孔質石英ガラ
ス層と、Ｇｅを添加しない多孔質石英ガラス層とを、こ
のエルビウム添加石英ガラスの細い棒の外周部に堆積さ
せ、これらを焼結させる。このエルビウム添加光ファイ
バもまた、エルビウムが添加された部分はコアの中心部
の狭い領域だけなので、エルビウム添加濃度が数千ｐｐ
ｍ程度であっても、コア全体としては等価的には低ドー
プとなり、分布定数型エルビウム添加光ファイバに適し
た吸収損失を実現できる。
その製造方法として、「ATTENUATION FREE, DISPERSION
SHIFTED FIBER DOPED WITH DISTRIBUTED ERBIUM, 1990
TECHNICAL DIGEST SERIES VOLUME 13」に記載の技術が
ある。この希土類元素添加光ファイバもまた、コア部が
２重層となっており中心部の層に希土類元素が添加され
ている。この光ファイバの製造方法は、まずエルビウム
が高濃度に添加された石英ガラスの細い棒を用意する。
次に、気相成長法によりＧｅを添加した多孔質石英ガラ
ス層と、Ｇｅを添加しない多孔質石英ガラス層とを、こ
のエルビウム添加石英ガラスの細い棒の外周部に堆積さ
せ、これらを焼結させる。このエルビウム添加光ファイ
バもまた、エルビウムが添加された部分はコアの中心部
の狭い領域だけなので、エルビウム添加濃度が数千ｐｐ
ｍ程度であっても、コア全体としては等価的には低ドー
プとなり、分布定数型エルビウム添加光ファイバに適し
た吸収損失を実現できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
ＭＣＶＤ法を用いた製造方法では、ＭＣＶＤ法で堆積さ
れるガラス層が、中心に挿入される種ファイバの太さに
比べて非常に厚くなるため、焼結後のエルビウム添加部
が蛇行したり、切れたりする欠点がある。すなわち、ガ
ラスパイプの内面にクラッドおよび外側コア部を気相成
長させると、その厚さが位置によって異なることになる
一方で、種ファイバは非常に細くて曲がりやすいため、
焼結したときにエルビウム添加部が直線状とならない。
さらに、厚いガラス層を形成するために、そのプロセス
時間が長くなってしまう。
ＭＣＶＤ法を用いた製造方法では、ＭＣＶＤ法で堆積さ
れるガラス層が、中心に挿入される種ファイバの太さに
比べて非常に厚くなるため、焼結後のエルビウム添加部
が蛇行したり、切れたりする欠点がある。すなわち、ガ
ラスパイプの内面にクラッドおよび外側コア部を気相成
長させると、その厚さが位置によって異なることになる
一方で、種ファイバは非常に細くて曲がりやすいため、
焼結したときにエルビウム添加部が直線状とならない。
さらに、厚いガラス層を形成するために、そのプロセス
時間が長くなってしまう。
【０００９】一方、希土類元素添加光ファイバは、光信
号の伝送路として使用されるため、ファイバ長として一
連に長く線引きできることが望ましい。従って、量産性
にとみ、長尺ファイバの線引きが可能な方法を用いるこ
とが好ましい。後者の製造方法では、このような点で有
利であるが、エルビウムが添加されたコアの中央部に対
し、その外側のコア部のＧｅ添加層をかなり厚くしない
限り、エルビウム添加濃度を高く保ったまま、コア全体
として等価的に低ドープとし、吸収損失を低くすること
はできない。例えば、エルビウム添加濃度を１００ｐｐ
ｍ以上で、１．５３μｍでのエルビウムによる吸収損失
を１ｄＢ／ｍ以下にしようとすると、エルビウム添加石
英部の直径２ｂに対するＧｅ添加層の直径２ａの比は、
２ａ／２ｂ≧８〜１０とする必要がある。しかしなが
ら、厚肉の多孔質ガラス層の焼結時において、中心の石
英ガラス棒が細いために、石英ガラス棒のねじれ、蛇行
等が発生しやすく、製造上の困難が増す。
号の伝送路として使用されるため、ファイバ長として一
連に長く線引きできることが望ましい。従って、量産性
にとみ、長尺ファイバの線引きが可能な方法を用いるこ
とが好ましい。後者の製造方法では、このような点で有
利であるが、エルビウムが添加されたコアの中央部に対
し、その外側のコア部のＧｅ添加層をかなり厚くしない
限り、エルビウム添加濃度を高く保ったまま、コア全体
として等価的に低ドープとし、吸収損失を低くすること
はできない。例えば、エルビウム添加濃度を１００ｐｐ
ｍ以上で、１．５３μｍでのエルビウムによる吸収損失
を１ｄＢ／ｍ以下にしようとすると、エルビウム添加石
英部の直径２ｂに対するＧｅ添加層の直径２ａの比は、
２ａ／２ｂ≧８〜１０とする必要がある。しかしなが
ら、厚肉の多孔質ガラス層の焼結時において、中心の石
英ガラス棒が細いために、石英ガラス棒のねじれ、蛇行
等が発生しやすく、製造上の困難が増す。
【００１０】そこで、本発明は以上の問題点を解決する
ためになされたものであり、長尺な希土類元素添加光フ
ァイバを容易に作製でき、且つ希土類元素添加光ファイ
バとして効果的な吸収損失が得られる希土類元素添加光
ファイバの製造方法を提供することを目的とする。
ためになされたものであり、長尺な希土類元素添加光フ
ァイバを容易に作製でき、且つ希土類元素添加光ファイ
バとして効果的な吸収損失が得られる希土類元素添加光
ファイバの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の希土類元素添加
光ファイバの製造方法は、石英を主成分とするガラスパ
イプの内面に石英を主成分とする多孔質ガラス層を堆積
する第１の工程と、希土類元素化合物を溶解した溶液を
多孔質ガラス層に含浸させる第２の工程と、多孔質ガラ
ス層に含浸された溶液中の溶媒を除去すると共に希土類
元素化合物を酸化させる第３の工程と、多孔質ガラス層
を透明化する第４の工程とを備えることを特徴とする。
光ファイバの製造方法は、石英を主成分とするガラスパ
イプの内面に石英を主成分とする多孔質ガラス層を堆積
する第１の工程と、希土類元素化合物を溶解した溶液を
多孔質ガラス層に含浸させる第２の工程と、多孔質ガラ
ス層に含浸された溶液中の溶媒を除去すると共に希土類
元素化合物を酸化させる第３の工程と、多孔質ガラス層
を透明化する第４の工程とを備えることを特徴とする。
【００１２】また、本発明の他の希土類元素添加光ファ
イバの製造方法は、石英を主成分とするガラスロッドの
外面に石英を主成分とする多孔質ガラス層を堆積する第
１の工程と、希土類元素化合物を溶解した溶液を多孔質
ガラス層に含浸させる第２の工程と、多孔質ガラス層に
含浸された溶液中の溶媒を除去すると共に希土類元素化
合物を酸化させる第３の工程と、多孔質ガラス層を透明
化して周辺領域にのみ希土類元素が添加された透明ガラ
スロッドを形成する第４の工程とを備えることを特徴と
する。
イバの製造方法は、石英を主成分とするガラスロッドの
外面に石英を主成分とする多孔質ガラス層を堆積する第
１の工程と、希土類元素化合物を溶解した溶液を多孔質
ガラス層に含浸させる第２の工程と、多孔質ガラス層に
含浸された溶液中の溶媒を除去すると共に希土類元素化
合物を酸化させる第３の工程と、多孔質ガラス層を透明
化して周辺領域にのみ希土類元素が添加された透明ガラ
スロッドを形成する第４の工程とを備えることを特徴と
する。
【００１３】ここで、希土類元素はＥｒ、Ｎｄ、Ｐｒ、
Ｙｂ、Ｔｍのいずれかであることが望ましい。また、希
土類元素化合物を溶解した溶液の溶媒に、エタノールま
たは水を用いるのがよい。また、第３および第４の工程
は、Ｃｌガスの分圧が５０％以上のＯ2 ガスとＣｌガス
との混合ガス雰囲気で実施された方がよい。
Ｙｂ、Ｔｍのいずれかであることが望ましい。また、希
土類元素化合物を溶解した溶液の溶媒に、エタノールま
たは水を用いるのがよい。また、第３および第４の工程
は、Ｃｌガスの分圧が５０％以上のＯ2 ガスとＣｌガス
との混合ガス雰囲気で実施された方がよい。
【００１４】
【作用】本発明の希土類元素添加光ファイバの製造方法
によれば、希土類元素化合物を溶解した溶液を多孔質ガ
ラス層に含浸することにより、希土類元素が添加されて
いる。したがって、多孔質ガラス層の厚さをコントロー
ルすることで希土類元素添加部の厚みをコントロールで
き、希土類元素化合物の溶解量をコントロールすること
で希土類元素添加濃度のコントロールができる。さら
に、多孔質ガラス層の厚さコントロールは、これが薄い
ときにはきわめて制御性がよく、厚さにムラが生じたり
しない。
によれば、希土類元素化合物を溶解した溶液を多孔質ガ
ラス層に含浸することにより、希土類元素が添加されて
いる。したがって、多孔質ガラス層の厚さをコントロー
ルすることで希土類元素添加部の厚みをコントロールで
き、希土類元素化合物の溶解量をコントロールすること
で希土類元素添加濃度のコントロールができる。さら
に、多孔質ガラス層の厚さコントロールは、これが薄い
ときにはきわめて制御性がよく、厚さにムラが生じたり
しない。
【００１５】ここで、希土類元素化合物を溶解する溶媒
にエタノールまたは水を用いれば、希土類元素化合物の
溶解度が高く、且つ容易に乾燥することができ、また乾
燥後も不要な残留物が残らない。そして、ガラスロッド
とコアロッドを加熱一体化する際にＣｌ2 とＯ2 ガスを
導入すれば、ガラス層に添加した希土類元素は完全に揮
散せず、コアロッドの界面に付着した水分などの不純物
を除去することができる。また、形成したガラス層と挿
入したコアロッドとの界面に気泡が残留する場合がある
が、Ｃｌ2 の分圧を全混合ガスの５０％としたことによ
り気泡の発生を抑制することができる。これにより、低
濃度の希土類元素をクラッド部とコア部の中心層の間の
狭い領域のみに添加することができる。
にエタノールまたは水を用いれば、希土類元素化合物の
溶解度が高く、且つ容易に乾燥することができ、また乾
燥後も不要な残留物が残らない。そして、ガラスロッド
とコアロッドを加熱一体化する際にＣｌ2 とＯ2 ガスを
導入すれば、ガラス層に添加した希土類元素は完全に揮
散せず、コアロッドの界面に付着した水分などの不純物
を除去することができる。また、形成したガラス層と挿
入したコアロッドとの界面に気泡が残留する場合がある
が、Ｃｌ2 の分圧を全混合ガスの５０％としたことによ
り気泡の発生を抑制することができる。これにより、低
濃度の希土類元素をクラッド部とコア部の中心層の間の
狭い領域のみに添加することができる。
【００１６】従って、本発明の希土類元素添加光ファイ
バの製造方法は、希土類元素添加光ファイバとして効果
的な吸収損失を得ることができ、光ファイバの損失を補
償することができる。また、ガラスパイプは外形の大き
いものを使用できるので、一連の長尺な光ファイバを得
ることができる。そして、カットオフ波長を１μｍ以下
とした場合に、波長分散が大きな負の値となるので、光
ファイバの損失を補償するだけではなく、光ファイバ内
で生じた正の波長分散も補償することができる。
バの製造方法は、希土類元素添加光ファイバとして効果
的な吸収損失を得ることができ、光ファイバの損失を補
償することができる。また、ガラスパイプは外形の大き
いものを使用できるので、一連の長尺な光ファイバを得
ることができる。そして、カットオフ波長を１μｍ以下
とした場合に、波長分散が大きな負の値となるので、光
ファイバの損失を補償するだけではなく、光ファイバ内
で生じた正の波長分散も補償することができる。
【００１７】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同
一符号を付し、重複する説明を省略する。
説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同
一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】本発明の製造方法により得られる希土類元
素（例えばエルビウム）添加光ファイバは、図１（ａ）
〜（ｄ）に示すようなものである。同図（ａ）〜（ｄ）
において、右の断面図は光ファイバの断面構造を示し、
左のチャートは屈折率およびエルビウム（Ｅｒ）濃度分
布を示している。エルビウム添加光ファイバは、ＧｅＯ
2 等を添加して高屈折率とされた石英系ガラスまたは高
純度石英ガラスからなるコア１と、高純度石英ガラスま
たはフッ素（Ｆ）を添加して低屈折率とされた石英ガラ
スからなるクラッド２と、エルビウムが添加されたエル
ビウム添加領域３を有している。
素（例えばエルビウム）添加光ファイバは、図１（ａ）
〜（ｄ）に示すようなものである。同図（ａ）〜（ｄ）
において、右の断面図は光ファイバの断面構造を示し、
左のチャートは屈折率およびエルビウム（Ｅｒ）濃度分
布を示している。エルビウム添加光ファイバは、ＧｅＯ
2 等を添加して高屈折率とされた石英系ガラスまたは高
純度石英ガラスからなるコア１と、高純度石英ガラスま
たはフッ素（Ｆ）を添加して低屈折率とされた石英ガラ
スからなるクラッド２と、エルビウムが添加されたエル
ビウム添加領域３を有している。
【００１９】そして、図１（ａ）に光ファイバではコア
１の中心部にエルビウム添加領域３が位置し、同図
（ｂ）ではコア１中の環状部分にエルビウム添加領域３
が位置し、同図（ｃ）ではコア１の外周部にエルビウム
添加領域３が位置し、さらに同図（ｄ）ではコア１に接
するクラッド２の内側部にエルビウム添加領域３が位置
している。いずれの構成によっても、伝播する光信号の
パワーの一部はエルビウム添加領域３に入り、励起光で
ボンピングされたエルビウムからのエネルギーを受けて
増幅されることになる。
１の中心部にエルビウム添加領域３が位置し、同図
（ｂ）ではコア１中の環状部分にエルビウム添加領域３
が位置し、同図（ｃ）ではコア１の外周部にエルビウム
添加領域３が位置し、さらに同図（ｄ）ではコア１に接
するクラッド２の内側部にエルビウム添加領域３が位置
している。いずれの構成によっても、伝播する光信号の
パワーの一部はエルビウム添加領域３に入り、励起光で
ボンピングされたエルビウムからのエネルギーを受けて
増幅されることになる。
【００２０】図２は、内付け法を採用した本発明の製造
方法により、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）または（ｄ）
のエルビウム添加光ファイバを製造するプロセスの概略
を、プリフォームの各工程における断面構造（Ａ）〜
（Ｈ）にて説明している。
方法により、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）または（ｄ）
のエルビウム添加光ファイバを製造するプロセスの概略
を、プリフォームの各工程における断面構造（Ａ）〜
（Ｈ）にて説明している。
【００２１】まず、図１（ａ）のファイバを製造すると
きは、外側コアとなりうる高屈折率のガラスパイプを用
意し（断面Ａ）、内面に高屈折率ガラスの多孔質層を堆
積して液相でエルビウム化合物を含浸させる（断面
Ｂ）。次に、乾燥させてから多孔質層のエルビウム化合
物を酸化させると共に透明ガラス化して中実化する（断
面Ｃ）。さらに、外付け法やロッドインチューブ法で低
屈折率のクラッドガラスを付加することにより、コアの
中心部のみにエルビウムが添加された図１（ａ）の光フ
ァイバの母材が得られる。
きは、外側コアとなりうる高屈折率のガラスパイプを用
意し（断面Ａ）、内面に高屈折率ガラスの多孔質層を堆
積して液相でエルビウム化合物を含浸させる（断面
Ｂ）。次に、乾燥させてから多孔質層のエルビウム化合
物を酸化させると共に透明ガラス化して中実化する（断
面Ｃ）。さらに、外付け法やロッドインチューブ法で低
屈折率のクラッドガラスを付加することにより、コアの
中心部のみにエルビウムが添加された図１（ａ）の光フ
ァイバの母材が得られる。
【００２２】図１（ｂ）のファイバを製造するときは、
外側コアとなりうる高屈折率のガラスパイプを用意し
（断面Ａ）、内面に高屈折率ガラスの多孔質層を堆積し
て液相でエルビウム化合物を含浸させる（断面Ｂ）。次
に、乾燥後に多孔質層のエルビウム化合物を酸化させる
と共に透明ガラス化してパイプ状とする（断面Ｄ）。さ
らに、このパイプの空孔内に内側コアとなりうる高屈折
率ガラスロッドをロッドインチューブして（断面Ｅ）加
熱により一体化する（断面Ｆ）か、またはこのパイプの
内面に内側コアとなりうる高屈折率ガラスの多孔質層を
堆積し（断面Ｇ）、透明化および中実化する（断面Ｈ）
かの、いずれかを行う。そして、外付け法やロッドイン
チューブ法で低屈折率のクラッドガラスを付加すること
により、コア中の環状部のみにエルビウムが添加された
図１（ｂ）の光ファイバの母材が得られる。
外側コアとなりうる高屈折率のガラスパイプを用意し
（断面Ａ）、内面に高屈折率ガラスの多孔質層を堆積し
て液相でエルビウム化合物を含浸させる（断面Ｂ）。次
に、乾燥後に多孔質層のエルビウム化合物を酸化させる
と共に透明ガラス化してパイプ状とする（断面Ｄ）。さ
らに、このパイプの空孔内に内側コアとなりうる高屈折
率ガラスロッドをロッドインチューブして（断面Ｅ）加
熱により一体化する（断面Ｆ）か、またはこのパイプの
内面に内側コアとなりうる高屈折率ガラスの多孔質層を
堆積し（断面Ｇ）、透明化および中実化する（断面Ｈ）
かの、いずれかを行う。そして、外付け法やロッドイン
チューブ法で低屈折率のクラッドガラスを付加すること
により、コア中の環状部のみにエルビウムが添加された
図１（ｂ）の光ファイバの母材が得られる。
【００２３】図１（ｃ）のファイバを製造するときは、
クラッドとなりうる低屈折率のガラスパイプを用意し
（断面Ａ）、内面に高屈折率ガラスの多孔質層を堆積し
て液相でエルビウム化合物を含浸させる（断面Ｂ）。次
に、乾燥させて多孔質層のエルビウム化合物を酸化させ
ると共に透明ガラス化してパイプ状とする（断面Ｃ）。
さらに、図１（ｂ）のファイバを製造する場合と同様に
して内側コアを形成すると、コアの外周部のみにエルビ
ウムが添加された図１（ｃ）の光ファイバの母材が得ら
れる。
クラッドとなりうる低屈折率のガラスパイプを用意し
（断面Ａ）、内面に高屈折率ガラスの多孔質層を堆積し
て液相でエルビウム化合物を含浸させる（断面Ｂ）。次
に、乾燥させて多孔質層のエルビウム化合物を酸化させ
ると共に透明ガラス化してパイプ状とする（断面Ｃ）。
さらに、図１（ｂ）のファイバを製造する場合と同様に
して内側コアを形成すると、コアの外周部のみにエルビ
ウムが添加された図１（ｃ）の光ファイバの母材が得ら
れる。
【００２４】図１（ｄ）のファイバを製造するときは、
クラッドとなりうる低屈折率のガラスパイプを用意し
（断面Ａ）、内面に低屈折率ガラスの多孔質層を堆積し
て液相でエルビウム化合物を含浸させる（断面Ｂ）。以
下、図１（ｃ）のファイバを製造する場合と同様にすれ
ば、クラッドの内周部のみにエルビウムが添加された図
１（ｄ）の光ファイバの母材が得られる。
クラッドとなりうる低屈折率のガラスパイプを用意し
（断面Ａ）、内面に低屈折率ガラスの多孔質層を堆積し
て液相でエルビウム化合物を含浸させる（断面Ｂ）。以
下、図１（ｃ）のファイバを製造する場合と同様にすれ
ば、クラッドの内周部のみにエルビウムが添加された図
１（ｄ）の光ファイバの母材が得られる。
【００２５】図３は、外付け法を採用した本発明の製造
方法により、図１（ｂ）、（ｃ）または（ｄ）のエルビ
ウム添加光ファイバを製造するプロセスの概略を、プリ
フォームの各工程における断面構造（Ａ）〜（Ｇ）にて
説明している。
方法により、図１（ｂ）、（ｃ）または（ｄ）のエルビ
ウム添加光ファイバを製造するプロセスの概略を、プリ
フォームの各工程における断面構造（Ａ）〜（Ｇ）にて
説明している。
【００２６】まず、図１（ｂ）のファイバを製造すると
きは、内側コアとなりうる高屈折率のガラスロッドを用
意し（断面Ａ）、外面に高屈折率ガラスの多孔質層を堆
積して液相でエルビウム化合物を含浸させる（断面
Ｂ）。次に、乾燥させてから多孔質層のエルビウム化合
物を酸化させると共に透明ガラス化する（断面Ｃ）。さ
らに、外面に外側コアとなりうる高屈折率ガラスの多孔
質層を堆積し（断面Ｄ）、加熱により透明化する（断面
Ｅ）か、あるいは、外側コアとなりうる高屈折率ガラス
パイプでロッドインチューブし（断面Ｆ）、加熱により
一体化する（断面Ｇ）。そして、外付け法やロッドイン
チューブ法で低屈折率のクラッドガラスを付加すること
により、コア中の環状部のみにエルビウムが添加された
図１（ｂ）の光ファイバの母材が得られる。
きは、内側コアとなりうる高屈折率のガラスロッドを用
意し（断面Ａ）、外面に高屈折率ガラスの多孔質層を堆
積して液相でエルビウム化合物を含浸させる（断面
Ｂ）。次に、乾燥させてから多孔質層のエルビウム化合
物を酸化させると共に透明ガラス化する（断面Ｃ）。さ
らに、外面に外側コアとなりうる高屈折率ガラスの多孔
質層を堆積し（断面Ｄ）、加熱により透明化する（断面
Ｅ）か、あるいは、外側コアとなりうる高屈折率ガラス
パイプでロッドインチューブし（断面Ｆ）、加熱により
一体化する（断面Ｇ）。そして、外付け法やロッドイン
チューブ法で低屈折率のクラッドガラスを付加すること
により、コア中の環状部のみにエルビウムが添加された
図１（ｂ）の光ファイバの母材が得られる。
【００２７】図１（ｃ）のファイバを製造するときは、
コアとなりうる高屈折率のガラスロッドを用意し（断面
Ａ）、外面に高屈折率ガラスの多孔質層を堆積して液相
でエルビウム化合物を含浸させる（断面Ｂ）。以下、図
１（ｂ）のファイバを製造するときと同様にすれば、コ
アの外周部のみにエルビウムが添加された図１（ｃ）の
光ファイバの母材が得られる。
コアとなりうる高屈折率のガラスロッドを用意し（断面
Ａ）、外面に高屈折率ガラスの多孔質層を堆積して液相
でエルビウム化合物を含浸させる（断面Ｂ）。以下、図
１（ｂ）のファイバを製造するときと同様にすれば、コ
アの外周部のみにエルビウムが添加された図１（ｃ）の
光ファイバの母材が得られる。
【００２８】図１（ｄ）のファイバを製造するときは、
コアとなりうる高屈折率のガラスロッドを用意し（断面
Ａ）、外面に低屈折率ガラスの多孔質層を堆積して液相
でエルビウム化合物を含浸させる（断面Ｂ）。以下、同
様にして、クラッドの内周部のみにエルビウムが添加さ
れた図１（ｄ）の光ファイバの母材が得られる。
コアとなりうる高屈折率のガラスロッドを用意し（断面
Ａ）、外面に低屈折率ガラスの多孔質層を堆積して液相
でエルビウム化合物を含浸させる（断面Ｂ）。以下、同
様にして、クラッドの内周部のみにエルビウムが添加さ
れた図１（ｄ）の光ファイバの母材が得られる。
【００２９】本発明者は、上記実施例の有効性を確認す
るため、本発明を用いて光ファイバを試作した。図４は
試作したエルビウム添加光ファイバの斜視図である、コ
ア１１ａとクラッド１２の間には、エルビウムが添加さ
れたドープドコア１１ｂが介在している。以下、本発明
者によるプロセスを、詳細に説明する。
るため、本発明を用いて光ファイバを試作した。図４は
試作したエルビウム添加光ファイバの斜視図である、コ
ア１１ａとクラッド１２の間には、エルビウムが添加さ
れたドープドコア１１ｂが介在している。以下、本発明
者によるプロセスを、詳細に説明する。
【００３０】図５は、ガラスパイプ内面に多孔質ガラス
層を形成するプロセス図である。図６は、Ｃｌ2 、Ｏ2
を導入しながらコアロッドとガラスパイプを加熱一体化
するプロセス図である。
層を形成するプロセス図である。図６は、Ｃｌ2 、Ｏ2
を導入しながらコアロッドとガラスパイプを加熱一体化
するプロセス図である。
【００３１】まず最初に、ＶＡＤ法などにより作製した
石英を主成分とする直径２５mmのガラスロッドの中心部
分に、機械的に内径８mmの穴をあけて、ガラスパイプ１
３を用意する。このガラスパイプ１３の一端からＯ2 ガ
スをキャリアとして、ＳｉＣｌ4 及びＧｅＣｌ4 をガラ
スパイプ１３内部に導入する。そして、ガラスパイプ１
３を図５の矢印方向に回転させ、バーナー１５を原料の
流れの向きに移動させながら、カサ密度が約０．３ｇ／
ｃｍ3 の多孔質ガラス層１４をガラスパイプ１３の内面
側に堆積させる。
石英を主成分とする直径２５mmのガラスロッドの中心部
分に、機械的に内径８mmの穴をあけて、ガラスパイプ１
３を用意する。このガラスパイプ１３の一端からＯ2 ガ
スをキャリアとして、ＳｉＣｌ4 及びＧｅＣｌ4 をガラ
スパイプ１３内部に導入する。そして、ガラスパイプ１
３を図５の矢印方向に回転させ、バーナー１５を原料の
流れの向きに移動させながら、カサ密度が約０．３ｇ／
ｃｍ3 の多孔質ガラス層１４をガラスパイプ１３の内面
側に堆積させる。
【００３２】次にエタノール溶液にＥｒＣｌ3 ・６Ｈ2
Ｏを６×１０-3ｍｏｌ／ｌの濃度で溶かした溶液をガラ
スパイプ１３内部に注入して、溶液を多孔質ガラス層１
４に含浸させる。ここで、ＥｒＣｌ3 ・６Ｈ2 Ｏをエタ
ノールに溶解するのは、原料の溶解度が高く、且つ容易
に乾燥可能であり、また乾燥後も不要な残留物が残らな
いからである。そして、含浸後の余剰な溶液をガラスパ
イプ１３内より流し出し、バーナー１５でガラスパイプ
１３を加熱して溶媒を完全に除去する。引き続きバーナ
ー１５で加熱しながらＯ2 ガスを導入して、エルビウム
を酸化させ、更にバーナーの温度を上げて多孔質ガラス
層１４を透明化させる。
Ｏを６×１０-3ｍｏｌ／ｌの濃度で溶かした溶液をガラ
スパイプ１３内部に注入して、溶液を多孔質ガラス層１
４に含浸させる。ここで、ＥｒＣｌ3 ・６Ｈ2 Ｏをエタ
ノールに溶解するのは、原料の溶解度が高く、且つ容易
に乾燥可能であり、また乾燥後も不要な残留物が残らな
いからである。そして、含浸後の余剰な溶液をガラスパ
イプ１３内より流し出し、バーナー１５でガラスパイプ
１３を加熱して溶媒を完全に除去する。引き続きバーナ
ー１５で加熱しながらＯ2 ガスを導入して、エルビウム
を酸化させ、更にバーナーの温度を上げて多孔質ガラス
層１４を透明化させる。
【００３３】そして次に、ガラスパイプ１３との比屈折
率が２％となるようにＧｅＯ2 を添加した直径４mmのコ
アロッド１７を、ガラスパイプ１３内の空孔に挿入す
る。そして、Ｏ2 を３００ｃｃ／ｍｉｎ、Ｃｌ2 を５０
０ｃｃ／ｍｉｎの流量をガラスパイプ１３内に導入しな
がら、酸水素バーナー１５を移動させ、コアロッド１７
とガラスパイプ１３とを加熱一体化し、ガラスロッドを
作製する。ここでガラスパイプ１３内に導入する雰囲気
ガスにＣｌ2 とＯ2 ガスを用いるが、Ｃｌ2 はコアロッ
ド１７の界面に付着した水分などの不純物を除去し、Ｏ
2 はＥｒ添加多孔質ガラス層１６に添加したＥｒを完全
に揮散させないのが目的である。そして、Ｃｌ2 とＯ2
の混合ガス分圧に対して、Ｃｌ2 のガス分圧が５０％以
上とするのは、形成したＥｒ添加多孔質ガラス層１６と
挿入したコアロッド１７との加熱一体後の界面に気泡が
残留する場合があるので、この気泡の発生を抑制するた
めである。
率が２％となるようにＧｅＯ2 を添加した直径４mmのコ
アロッド１７を、ガラスパイプ１３内の空孔に挿入す
る。そして、Ｏ2 を３００ｃｃ／ｍｉｎ、Ｃｌ2 を５０
０ｃｃ／ｍｉｎの流量をガラスパイプ１３内に導入しな
がら、酸水素バーナー１５を移動させ、コアロッド１７
とガラスパイプ１３とを加熱一体化し、ガラスロッドを
作製する。ここでガラスパイプ１３内に導入する雰囲気
ガスにＣｌ2 とＯ2 ガスを用いるが、Ｃｌ2 はコアロッ
ド１７の界面に付着した水分などの不純物を除去し、Ｏ
2 はＥｒ添加多孔質ガラス層１６に添加したＥｒを完全
に揮散させないのが目的である。そして、Ｃｌ2 とＯ2
の混合ガス分圧に対して、Ｃｌ2 のガス分圧が５０％以
上とするのは、形成したＥｒ添加多孔質ガラス層１６と
挿入したコアロッド１７との加熱一体後の界面に気泡が
残留する場合があるので、この気泡の発生を抑制するた
めである。
【００３４】次に、ガラスロッドを公知のジャケッティ
ング法によりクラッド層をジャケットし、プリフォーム
を作製した後、ファイバ外径が１２５μｍとなるよう
に、約４０Ｋｍにわたり線引きする。
ング法によりクラッド層をジャケットし、プリフォーム
を作製した後、ファイバ外径が１２５μｍとなるよう
に、約４０Ｋｍにわたり線引きする。
【００３５】次に、この試作例のエルビウム添加光ファ
イバの特性を図７〜図１０を参照して説明する。
イバの特性を図７〜図１０を参照して説明する。
【００３６】図７はエルビウム添加光ファイバを伝搬す
る基本モードの光のパワー分布を示している。２Ａは第
１のコア層１１ａのコア径、△Ａは第２のコア層１１ｂ
すなわちエルビウム添加層の厚みである。伝送光のパワ
ー分布１００は、第１のコア層１１ａから第２のコア層
１１ｂを介してクラッド部２にもおよんでいる。よっ
て、第１のコア層１１ａのコア径２Ａと第２のコア層１
１ｂの厚み△Ａの比とエルビウムの添加濃度を決定する
ことにより、種々のエルビウムによる吸収損失を有した
ファイバを任意に作製することができる。
る基本モードの光のパワー分布を示している。２Ａは第
１のコア層１１ａのコア径、△Ａは第２のコア層１１ｂ
すなわちエルビウム添加層の厚みである。伝送光のパワ
ー分布１００は、第１のコア層１１ａから第２のコア層
１１ｂを介してクラッド部２にもおよんでいる。よっ
て、第１のコア層１１ａのコア径２Ａと第２のコア層１
１ｂの厚み△Ａの比とエルビウムの添加濃度を決定する
ことにより、種々のエルビウムによる吸収損失を有した
ファイバを任意に作製することができる。
【００３７】そこで、エルビウム添加層１１ｂの厚み△
Ａ、コア径２Ａを変化させたファイバを作製し、実験を
行った。
Ａ、コア径２Ａを変化させたファイバを作製し、実験を
行った。
【００３８】まず、第２のコア層１１ｂすなわちエルビ
ウム添加層の厚み△Ａを変えて、光ファイバＦ1 〜Ｆ6
を作製した。光ファイバＦ1 〜Ｆ6 の第２のコア層１ｂ
の厚みはそれぞれ０．２０μｍ、０．１６μｍ、０．１
４μｍ、０．１２μｍ、０．０８μｍ、０．０４μｍで
ある。第１のコア層のコア径２ａは３μｍ、エルビウム
添加濃度は約１ｐｐｍである。そして、これら光ファイ
バ１〜６の吸収損失を波長λ＝１．５３μｍについてそ
れぞれ測定した。その結果を図８に示す。全てのファイ
バについて、エルビウムを添加したときに期待できる吸
収損失（０．１〜数１０ｄＢ／Ｋｍ）が得られた。図８
に示すように、添加層の厚みに応じて、吸収損失が増大
するのが分かる。これにより、希土類元素添加層の厚み
を変えることにより、吸収損失を任意に設定することが
可能であることが判る。
ウム添加層の厚み△Ａを変えて、光ファイバＦ1 〜Ｆ6
を作製した。光ファイバＦ1 〜Ｆ6 の第２のコア層１ｂ
の厚みはそれぞれ０．２０μｍ、０．１６μｍ、０．１
４μｍ、０．１２μｍ、０．０８μｍ、０．０４μｍで
ある。第１のコア層のコア径２ａは３μｍ、エルビウム
添加濃度は約１ｐｐｍである。そして、これら光ファイ
バ１〜６の吸収損失を波長λ＝１．５３μｍについてそ
れぞれ測定した。その結果を図８に示す。全てのファイ
バについて、エルビウムを添加したときに期待できる吸
収損失（０．１〜数１０ｄＢ／Ｋｍ）が得られた。図８
に示すように、添加層の厚みに応じて、吸収損失が増大
するのが分かる。これにより、希土類元素添加層の厚み
を変えることにより、吸収損失を任意に設定することが
可能であることが判る。
【００３９】次に、ファイバＦ5 （エルビウム添加コア
層厚み０．０８μｍ、第１のコア層のコア径３μｍ）を
用いて増幅実験を行った。１０Ｋｍのファイバ５に励起
光として、λ＝１．４８μｍのレーザを入射し、信号光
としてλ＝１．５５μｍ、出力−１０ｄＢｍのレーザを
入射した。そして、ネット利得を測定した。その結果を
第９図に示す。同図に示すように、１３ｍＷの出力で光
ファイバの損失が補償できることが判る。
層厚み０．０８μｍ、第１のコア層のコア径３μｍ）を
用いて増幅実験を行った。１０Ｋｍのファイバ５に励起
光として、λ＝１．４８μｍのレーザを入射し、信号光
としてλ＝１．５５μｍ、出力−１０ｄＢｍのレーザを
入射した。そして、ネット利得を測定した。その結果を
第９図に示す。同図に示すように、１３ｍＷの出力で光
ファイバの損失が補償できることが判る。
【００４０】そして次に、ファイバＦ5 と同一のエルビ
ウム添加層の厚み（０．０８μｍ）で、第１のコア層の
コア径２Ａを変えたファイバＦ7 〜Ｆ9 を作製し、λ＝
１．５５μｍでの波長分散を測定した。その結果を図１
０に示す。コア径を小さくしたファイバで大きな負の分
散値が得られることが判る。これによりエルビウム添加
光ファイバは、光ファイバの損失を補償できるだけでな
く、伝送路内で生じた正の波長分散をも補償できること
が判る。但し、この場合の光ファイバのカットオフ波長
は１μｍ以下である。カットオフ波長が１μｍ以下とな
るように、第１のコア層のコア径と比屈折率差を調整す
る。望ましくは、ファイバのカットオフ波長は０．７μ
ｍ以上の範囲であるほうがよい。これは、０．７μｍよ
り小さい場合は曲げ損失が大きくなるためである。
ウム添加層の厚み（０．０８μｍ）で、第１のコア層の
コア径２Ａを変えたファイバＦ7 〜Ｆ9 を作製し、λ＝
１．５５μｍでの波長分散を測定した。その結果を図１
０に示す。コア径を小さくしたファイバで大きな負の分
散値が得られることが判る。これによりエルビウム添加
光ファイバは、光ファイバの損失を補償できるだけでな
く、伝送路内で生じた正の波長分散をも補償できること
が判る。但し、この場合の光ファイバのカットオフ波長
は１μｍ以下である。カットオフ波長が１μｍ以下とな
るように、第１のコア層のコア径と比屈折率差を調整す
る。望ましくは、ファイバのカットオフ波長は０．７μ
ｍ以上の範囲であるほうがよい。これは、０．７μｍよ
り小さい場合は曲げ損失が大きくなるためである。
【００４１】以上のように、クラッドと外側コアの間に
エルビウムが添加されたドープドコアが介在するエルビ
ウム添加光ファイバの製造方法によれば、ＶＡＤ法によ
り作製した外形の大きいガラスパイプを出発材料として
用いるので、一連で長尺な光ファイバが作製でき、希土
類元素化合物溶液を用いてエルビウムをコア部分に添加
するので、低濃度にエルビウムが添加された光ファイバ
を容易に製造することができる。そして、カットオフ波
長が１μｍ以下となる場合には、波長が１．５５μｍで
の波長分散が大きな負の値となり、光ファイバ内で生じ
た正の波長分散も補償することもできる。
エルビウムが添加されたドープドコアが介在するエルビ
ウム添加光ファイバの製造方法によれば、ＶＡＤ法によ
り作製した外形の大きいガラスパイプを出発材料として
用いるので、一連で長尺な光ファイバが作製でき、希土
類元素化合物溶液を用いてエルビウムをコア部分に添加
するので、低濃度にエルビウムが添加された光ファイバ
を容易に製造することができる。そして、カットオフ波
長が１μｍ以下となる場合には、波長が１．５５μｍで
の波長分散が大きな負の値となり、光ファイバ内で生じ
た正の波長分散も補償することもできる。
【００４２】本発明は上記実施例に限定されることはな
く、様々な変形が可能である。
く、様々な変形が可能である。
【００４３】例えば、第２のコア層に添加する元素は、
エルビウムだけでなくＮｄ、Ｐｒ、Ｙｂ、Ｔｍなどの希
土類元素でもよい。また、希土類元素を含浸するために
用いる溶液の溶媒はエタノールではなく、水であっても
よい。
エルビウムだけでなくＮｄ、Ｐｒ、Ｙｂ、Ｔｍなどの希
土類元素でもよい。また、希土類元素を含浸するために
用いる溶液の溶媒はエタノールではなく、水であっても
よい。
【００４４】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の希
土類元素添加光ファイバの製造方法によれば、ガラスパ
イプあるいはガラスロッドを出発材料として、その内面
あるいは外面に多孔質ガラス層を堆積し、液相で希土類
元素化合物を含浸させている。そして、この多孔質ガラ
ス層を透明化することにより希土類添加ガラス層を形成
しているので、多孔質ガラス層の堆積量をコントロール
することで、希土類添加層の厚みを制御性よく設定でき
る。このため、希土類元素添加部の割合をコアの大きさ
に比べて十分に小さくしながら、この部分には高濃度の
希土類を添加できるので、等価的には低ドープとされた
長尺の希土類元素添加光ファイバが製造できる。すなわ
ち、希土類元素添加光ファイバとして効果的な吸収損失
が得られ、光ファイバ内の損失を補償することができ
る。
土類元素添加光ファイバの製造方法によれば、ガラスパ
イプあるいはガラスロッドを出発材料として、その内面
あるいは外面に多孔質ガラス層を堆積し、液相で希土類
元素化合物を含浸させている。そして、この多孔質ガラ
ス層を透明化することにより希土類添加ガラス層を形成
しているので、多孔質ガラス層の堆積量をコントロール
することで、希土類添加層の厚みを制御性よく設定でき
る。このため、希土類元素添加部の割合をコアの大きさ
に比べて十分に小さくしながら、この部分には高濃度の
希土類を添加できるので、等価的には低ドープとされた
長尺の希土類元素添加光ファイバが製造できる。すなわ
ち、希土類元素添加光ファイバとして効果的な吸収損失
が得られ、光ファイバ内の損失を補償することができ
る。
【００４５】また、本発明の希土類元素添加光ファイバ
は、比屈折率差とコア径を調整することにより、カット
オフ波長が１μｍ以下とした場合に、波長分散が大きな
負の値となるので、光ファイバ内に生じる正の波長分散
も補償することができる。
は、比屈折率差とコア径を調整することにより、カット
オフ波長が１μｍ以下とした場合に、波長分散が大きな
負の値となるので、光ファイバ内に生じる正の波長分散
も補償することができる。
【図１】 本発明の製造方法により得られる希土類元素
添加光ファイバを示す図である。
添加光ファイバを示す図である。
【図２】 実施例のエルビウム添加光ファイバの内付け
法による製造プロセスを示す図である。
法による製造プロセスを示す図である。
【図３】 実施例のエルビウム添加光ファイバの外付け
法による製造プロセスを示す図である。
法による製造プロセスを示す図である。
【図４】 試作例のエルビウム添加光ファイバの斜視図
である。
である。
【図５】 試作例のエルビウム添加光ファイバの製造方
法の第１のプロセス図である。
法の第１のプロセス図である。
【図６】 試作例のエルビウム添加光ファイバの製造方
法の第２のプロセス図である。
法の第２のプロセス図である。
【図７】 試作例のエルビウム添加光ファイバ内を伝搬
する光のパワー分布を示す図である。
する光のパワー分布を示す図である。
【図８】 試作例のエルビウム添加光ファイバの添加層
の厚みと吸収損失の関係を示す図である。
の厚みと吸収損失の関係を示す図である。
【図９】 試作例のエルビウム添加光ファイバの利得と
伽起光出力の関係を示す図である。
伽起光出力の関係を示す図である。
【図１０】 試作例のエルビウム添加光ファイバの波長
分散とコア径の関係を示す図である。
分散とコア径の関係を示す図である。
【符号の説明】 １…コア、２…クラッド、３…エルビウム添加領域、１
１ａ…第１のコア層、１１ｂ…第２のコア層、１２…ク
ラッド層、１３…ガラスパイプ、１４…多孔質ガラス
層、１５…バーナー、１６…エルビウム添加多孔質ガラ
ス層、１７…コアロッド、１００…伝送光のパワー分布
１ａ…第１のコア層、１１ｂ…第２のコア層、１２…ク
ラッド層、１３…ガラスパイプ、１４…多孔質ガラス
層、１５…バーナー、１６…エルビウム添加多孔質ガラ
ス層、１７…コアロッド、１００…伝送光のパワー分布
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 宮島 義昭 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 (10)
- 【請求項１】 石英を主成分とするガラスパイプの内面
に石英を主成分とする多孔質ガラス層を堆積する第１の
工程と、 希土類元素化合物を溶解した溶液を前記多孔質ガラス層
に含浸させる第２の工程と、 前記多孔質ガラス層に含浸された前記溶液中の溶媒を除
去すると共に前記希土類元素化合物を酸化させる第３の
工程と、 前記多孔質ガラス層を透明化する第４の工程とを備える
ことを特徴とする希土類元素添加光ファイバの製造方
法。 - 【請求項２】 前記第４の工程は、前記多孔質ガラス層
を透明化すると共に前記ガラスパイプを縮径化すること
により、中心領域にのみ希土類元素が添加された透明ガ
ラスロッドを形成する工程である請求項１記載の希土類
元素添加光ファイバの製造方法。 - 【請求項３】 前記第４の工程は、前記多孔質ガラス層
を透明化することにより、内側領域にのみ希土類元素が
添加された透明ガラスパイプを形成する工程であり、 前記透明ガラスパイプの内面に石英を主成分とする多孔
質ガラス層を更に堆積して透明化すると共に当該透明ガ
ラスパイプを縮径化して、断面リング状の領域にのみ希
土類元素が添加された透明ガラスロッドを形成する第５
の工程を更に備えることを特徴とする請求項１記載の希
土類元素添加光ファイバの製造方法。 - 【請求項４】 前記第４の工程は、前記多孔質ガラス層
を透明化することにより、内側領域にのみ希土類元素が
添加された透明ガラスパイプを形成する工程であり、 前記透明ガラスパイプ内の空孔に石英を主成分とする透
明ガラスロッドを挿入して一体化することにより、断面
リング状の領域にのみ希土類元素が添加された透明ガラ
スロッドを形成する第５の工程を更に備えることを特徴
とする請求項１記載の希土類元素添加光ファイバの製造
方法。 - 【請求項５】 前記希土類元素の添加された断面リング
状の領域の厚みを△Ｔ、内径をＴとするとき、△Ｔ／Ｔ
≦０．０１の関係が成立することを特徴とする請求項３
または４記載の希土類元素添加光ファイバの製造方法。 - 【請求項６】 石英を主成分とするガラスロッドの外面
に石英を主成分とする多孔質ガラス層を堆積する第１の
工程と、 希土類元素化合物を溶解した溶液を前記多孔質ガラス層
に含浸させる第２の工程と、 前記多孔質ガラス層に含浸された前記溶液中の溶媒を除
去すると共に前記希土類元素化合物を酸化させる第３の
工程と、 前記多孔質ガラス層を透明化して周辺領域にのみ希土類
元素が添加された透明ガラスロッドを形成する第４の工
程とを備えることを特徴とする希土類元素添加光ファイ
バの製造方法。 - 【請求項７】 前記希土類元素の添加された周辺領域の
厚みを△Ｔ、内径をＴとするとき、△Ｔ／Ｔ≦０．０１
の関係が成立することを特徴とする請求項６記載の希土
類元素添加光ファイバの製造方法。 - 【請求項８】 前記希土類元素がＥｒ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｙ
ｂ、Ｔｍのいずれかであることを特徴とする請求項１な
いし７のいずれか記載の希土類元素添加光ファイバの製
造方法。 - 【請求項９】 前記希土類元素化合物を溶解した溶液の
溶媒が、エタノールまたは水であることを特徴とする請
求項１ないし８のいずれか記載の希土類元素添加光ファ
イバの製造方法。 - 【請求項１０】 前記第３および第４の工程は、Ｃｌガ
スの分圧が５０％以上のＯ2 ガスとＣｌガスとの混合ガ
ス雰囲気で実施される工程であることを特徴とする請求
項１ないし９のいずれか記載の希土類元素添加光ファイ
バの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21627793A JPH0769666A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 希土類元素添加光ファイバの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21627793A JPH0769666A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 希土類元素添加光ファイバの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0769666A true JPH0769666A (ja) | 1995-03-14 |
Family
ID=16686019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21627793A Pending JPH0769666A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 希土類元素添加光ファイバの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0769666A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004250251A (ja) * | 2003-02-18 | 2004-09-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 蛍光性ガラス、光増幅用導波路および光増幅モジュール |
| EP2108624A1 (en) | 2008-01-15 | 2009-10-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Rare-earth-doped optical fiber, optical fiber amplifier, and method of manufacturing a preform for such fiber |
| CN116835875A (zh) * | 2023-08-30 | 2023-10-03 | 中国航天三江集团有限公司 | 一种用于高功率窄线宽激光的光纤预制棒制备方法及设备 |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP21627793A patent/JPH0769666A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004250251A (ja) * | 2003-02-18 | 2004-09-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 蛍光性ガラス、光増幅用導波路および光増幅モジュール |
| EP2108624A1 (en) | 2008-01-15 | 2009-10-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Rare-earth-doped optical fiber, optical fiber amplifier, and method of manufacturing a preform for such fiber |
| CN116835875A (zh) * | 2023-08-30 | 2023-10-03 | 中国航天三江集团有限公司 | 一种用于高功率窄线宽激光的光纤预制棒制备方法及设备 |
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