JPH08274390A - 増幅用光ファイバとその製法 - Google Patents
増幅用光ファイバとその製法Info
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- JPH08274390A JPH08274390A JP7073452A JP7345295A JPH08274390A JP H08274390 A JPH08274390 A JP H08274390A JP 7073452 A JP7073452 A JP 7073452A JP 7345295 A JP7345295 A JP 7345295A JP H08274390 A JPH08274390 A JP H08274390A
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
- C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
- C03C13/045—Silica-containing oxide glass compositions
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- C03C2201/06—Doped silica-based glasses
- C03C2201/20—Doped silica-based glasses containing non-metals other than boron or halide
- C03C2201/22—Doped silica-based glasses containing non-metals other than boron or halide containing deuterium
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＥｒやＡｌを高濃度で添加してもガラスの構
造欠陥が少ない安定したガラスが得られ光増幅特性の良
好な増幅用光ファイバとその製法を提供する。 【構成】 ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部１のＯＤ基
の含有量が２ｐｐｍ以上である。 【効果】 ガラス合成工程や線引工程で形成された構造
欠陥がＯＤ基で解消されて欠陥が少ない安定な光ファイ
バガラスとなり、光増幅特性の良好な増幅用光ファイバ
となっている。
造欠陥が少ない安定したガラスが得られ光増幅特性の良
好な増幅用光ファイバとその製法を提供する。 【構成】 ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部１のＯＤ基
の含有量が２ｐｐｍ以上である。 【効果】 ガラス合成工程や線引工程で形成された構造
欠陥がＯＤ基で解消されて欠陥が少ない安定な光ファイ
バガラスとなり、光増幅特性の良好な増幅用光ファイバ
となっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は情報を光のかたちで光フ
ァイバを介して長距離に伝送する光ファイバ通信システ
ム等に使用される増幅用光ファイバとその製法に関する
ものである。
ァイバを介して長距離に伝送する光ファイバ通信システ
ム等に使用される増幅用光ファイバとその製法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】現在実用化されている光ファイバ通信シ
ステムにおいて、光ファイバ伝送路中での損失による信
号光の減衰を補償するために、所定距離ごとに増幅専用
の増幅用光ファイバが介在されている。増幅用光ファイ
バとしては誘導放出効果を持つ光ファイバを利用したも
のが提案されている。この増幅用光ファイバはＥｒ（エ
ルビウム）を１，０００ｐｐｍ程度の高濃度でドーピン
グした１０ｍ程度の長さのもので、図９に示すようにし
て使用される。
ステムにおいて、光ファイバ伝送路中での損失による信
号光の減衰を補償するために、所定距離ごとに増幅専用
の増幅用光ファイバが介在されている。増幅用光ファイ
バとしては誘導放出効果を持つ光ファイバを利用したも
のが提案されている。この増幅用光ファイバはＥｒ（エ
ルビウム）を１，０００ｐｐｍ程度の高濃度でドーピン
グした１０ｍ程度の長さのもので、図９に示すようにし
て使用される。
【０００３】増幅用光ファイバを用いた光増幅装置は増
幅用光ファイバａを上手側の光ファイバ伝送路ｅ１およ
び下手側の光ファイバ伝送路ｅ２にそれぞれ例えば融着
接続し、この光ファイバ伝送路系に増幅用光ファイバａ
内のＥｒを励起する半導体レーザ等の励起光源ｃと、光
ファイバ伝送路ｅ１を介して伝送されてきた信号光と励
起光源ｃからの励起光とを混合する合波器ｄとを備えて
いる。合波器ｄで混合された信号光と励起光とは増幅用
光ファイバａに入射し、励起光によって増幅用光ファイ
バａ内のＥｒを高いエネルギー準位に励起（ポンピン
グ）し、誘導放出効果によって信号光を増幅する。この
ような増幅用光ファイバを使用することによって、光信
号を電気信号に変換することなく光の状態のまま直接に
増幅することができるので、装置の小型化、低廉化を図
れる等の利点がある。
幅用光ファイバａを上手側の光ファイバ伝送路ｅ１およ
び下手側の光ファイバ伝送路ｅ２にそれぞれ例えば融着
接続し、この光ファイバ伝送路系に増幅用光ファイバａ
内のＥｒを励起する半導体レーザ等の励起光源ｃと、光
ファイバ伝送路ｅ１を介して伝送されてきた信号光と励
起光源ｃからの励起光とを混合する合波器ｄとを備えて
いる。合波器ｄで混合された信号光と励起光とは増幅用
光ファイバａに入射し、励起光によって増幅用光ファイ
バａ内のＥｒを高いエネルギー準位に励起（ポンピン
グ）し、誘導放出効果によって信号光を増幅する。この
ような増幅用光ファイバを使用することによって、光信
号を電気信号に変換することなく光の状態のまま直接に
増幅することができるので、装置の小型化、低廉化を図
れる等の利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近では光
ファイバ伝送路の長距離化に伴いより、高出力、高効
率、増幅波長依存性低減などの特性向上の要求が望まれ
るている。この要求に応えるものとして、増幅用光ファ
イバはＥｒおよび安定剤となるＡｌの高濃度添加が行わ
れている。ところが、光ファイバのベースガラスである
ＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 にＥｒやＡｌを高濃度で添加すると
増幅用光ファイバのガラス構造の欠陥が生じ易くなり、
そのため増幅用光ファイバの光増幅特性にも様々な影響
が出てくる。例えば、ガラスの構造欠陥が多くなると、
異常散乱や吸収などが原因となって、光増幅特性として
重要なＮＦ（雑音指数）が劣化したり、増幅の波長依存
性などに変化が生ずるという問題が発生する。
ファイバ伝送路の長距離化に伴いより、高出力、高効
率、増幅波長依存性低減などの特性向上の要求が望まれ
るている。この要求に応えるものとして、増幅用光ファ
イバはＥｒおよび安定剤となるＡｌの高濃度添加が行わ
れている。ところが、光ファイバのベースガラスである
ＧｅＯ2 −ＳｉＯ2 にＥｒやＡｌを高濃度で添加すると
増幅用光ファイバのガラス構造の欠陥が生じ易くなり、
そのため増幅用光ファイバの光増幅特性にも様々な影響
が出てくる。例えば、ガラスの構造欠陥が多くなると、
異常散乱や吸収などが原因となって、光増幅特性として
重要なＮＦ（雑音指数）が劣化したり、増幅の波長依存
性などに変化が生ずるという問題が発生する。
【０００５】本発明は上記の課題を解決し、ＥｒやＡｌ
を高濃度で添加してもガラスの構造欠陥が少ない安定し
たガラスが得られ光増幅特性の良好な増幅用光ファイバ
とその製法を提供することを目的とするものである。
を高濃度で添加してもガラスの構造欠陥が少ない安定し
たガラスが得られ光増幅特性の良好な増幅用光ファイバ
とその製法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために以下のような手段を有している。
決するために以下のような手段を有している。
【０００７】本発明のうち請求項１の増幅用光ファイバ
は、ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部のＯＤ基の含有量
が２ｐｐｍ以上であることを特徴とする。
は、ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部のＯＤ基の含有量
が２ｐｐｍ以上であることを特徴とする。
【０００８】本発明のうち請求項２の増幅用光ファイバ
は、ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部のＯＨ基の含有量
が２ｐｐｍから２０ｐｐｍの範囲であることを特徴とす
る。
は、ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部のＯＨ基の含有量
が２ｐｐｍから２０ｐｐｍの範囲であることを特徴とす
る。
【０００９】本発明のうち請求項３の増幅用光ファイバ
は、ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部のＯＨ基及びＯＤ
基の含有量が２ｐｐｍ以上でその内ＯＨ基の含有量が２
０ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
は、ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部のＯＨ基及びＯＤ
基の含有量が２ｐｐｍ以上でその内ＯＨ基の含有量が２
０ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】本発明のうち請求項４の増幅用光ファイバ
は、コア部がセンタコアとサイドコアの２重構造となっ
ていてＥｒとＡｌがセンタコアにドープされていること
を特徴とする。
は、コア部がセンタコアとサイドコアの２重構造となっ
ていてＥｒとＡｌがセンタコアにドープされていること
を特徴とする。
【００１１】本発明のうち請求項５の増幅用光ファイバ
の製法は、コア部にＥｒとＡｌを共ドープした光ファイ
バ母材を線引きして光ファイバを形成する工程と、前記
線引した光ファイバを所定時間の間水素雰囲気又は／及
び重水素雰囲気に所定の加熱温度で晒してコア部にＯＨ
基又は／及びＯＤ基を２ｐｐｍ以上含有させる工程とを
有することを特徴とする。
の製法は、コア部にＥｒとＡｌを共ドープした光ファイ
バ母材を線引きして光ファイバを形成する工程と、前記
線引した光ファイバを所定時間の間水素雰囲気又は／及
び重水素雰囲気に所定の加熱温度で晒してコア部にＯＨ
基又は／及びＯＤ基を２ｐｐｍ以上含有させる工程とを
有することを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明のうち請求項１の増幅用光ファイバによ
れば、ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部のＯＤ基の含有
量が２ｐｐｍ以上であるので、ガラス合成工程や線引工
程で形成された構造欠陥がＯＤ基で解消されて欠陥が少
ない安定な光ファイバガラスとなり、光増幅特性の良好
な増幅用光ファイバとなっている。
れば、ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部のＯＤ基の含有
量が２ｐｐｍ以上であるので、ガラス合成工程や線引工
程で形成された構造欠陥がＯＤ基で解消されて欠陥が少
ない安定な光ファイバガラスとなり、光増幅特性の良好
な増幅用光ファイバとなっている。
【００１３】本発明のうち請求項２の増幅用光ファイバ
によれば、ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部のＯＨ基の
含有量が２ｐｐｍから２０ｐｐｍの範囲となっているの
で、ガラス合成工程や線引工程で形成された構造欠陥が
ＯＨ基で解消されて欠陥が少ない安定な光ファイバガラ
スとなり、光増幅特性の良好な増幅用光ファイバとなっ
ている。また、この増幅用光ファイバは１．５μｍ帯に
吸収を持つＯＨ基の含有量が２０ｐｐｍ以下となってい
るので、ロス増による光増幅による出力の低下は少な
い。
によれば、ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部のＯＨ基の
含有量が２ｐｐｍから２０ｐｐｍの範囲となっているの
で、ガラス合成工程や線引工程で形成された構造欠陥が
ＯＨ基で解消されて欠陥が少ない安定な光ファイバガラ
スとなり、光増幅特性の良好な増幅用光ファイバとなっ
ている。また、この増幅用光ファイバは１．５μｍ帯に
吸収を持つＯＨ基の含有量が２０ｐｐｍ以下となってい
るので、ロス増による光増幅による出力の低下は少な
い。
【００１４】本発明のうち請求項３の増幅用光ファイバ
は、ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部のＯＨ基及びＯＤ
基の含有量が２ｐｐｍ以上でその内ＯＨ基の含有量が２
０ｐｐｍ以下となっているので、ガラス合成工程や線引
工程で形成された構造欠陥がＯＨ基及びＯＤ基で解消さ
れて欠陥が少ない安定な光ファイバガラスとなり、光増
幅特性の良好な増幅用光ファイバとなっている。また、
この増幅用光ファイバは１．５μｍ帯に吸収を持つＯＨ
基の含有量が２０ｐｐｍ以下となっているので、ロス増
による光増幅による出力の低下は少ない。
は、ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部のＯＨ基及びＯＤ
基の含有量が２ｐｐｍ以上でその内ＯＨ基の含有量が２
０ｐｐｍ以下となっているので、ガラス合成工程や線引
工程で形成された構造欠陥がＯＨ基及びＯＤ基で解消さ
れて欠陥が少ない安定な光ファイバガラスとなり、光増
幅特性の良好な増幅用光ファイバとなっている。また、
この増幅用光ファイバは１．５μｍ帯に吸収を持つＯＨ
基の含有量が２０ｐｐｍ以下となっているので、ロス増
による光増幅による出力の低下は少ない。
【００１５】本発明のうち請求項４の増幅用光ファイバ
は、コア部がセンタコアとサイドコアの２重構造となっ
ていてＥｒとＡｌがセンタコアにドープされているの
で、選択的に取り込まれる水素分子若しくは重水素分子
が構造欠陥の少ないＡｌをドープしないサイドコア２で
はＯＨ基若しくはＯＤ基の形成が自然と抑制され、セン
タコア１のみにＯＨ基若しくはＯＤ基が多くなる。
は、コア部がセンタコアとサイドコアの２重構造となっ
ていてＥｒとＡｌがセンタコアにドープされているの
で、選択的に取り込まれる水素分子若しくは重水素分子
が構造欠陥の少ないＡｌをドープしないサイドコア２で
はＯＨ基若しくはＯＤ基の形成が自然と抑制され、セン
タコア１のみにＯＨ基若しくはＯＤ基が多くなる。
【００１６】本発明のうち請求項５の増幅用光ファイバ
の製法は、コア部にＥｒとＡｌを共ドープした光ファイ
バ母材を線引きして光ファイバを形成する工程と、前記
線引した光ファイバを所定時間の間水素雰囲気又は／及
び重水素雰囲気に所定の加熱温度で晒してコア部にＯＨ
基又は／及びＯＤ基を２ｐｐｍ以上含有させる工程とを
有しているので以下のような作用を有する。
の製法は、コア部にＥｒとＡｌを共ドープした光ファイ
バ母材を線引きして光ファイバを形成する工程と、前記
線引した光ファイバを所定時間の間水素雰囲気又は／及
び重水素雰囲気に所定の加熱温度で晒してコア部にＯＨ
基又は／及びＯＤ基を２ｐｐｍ以上含有させる工程とを
有しているので以下のような作用を有する。
【００１７】光ファイバガラスの構造欠陥は、ガラス合
成工程や線引工程で形成されるが、ガラス中にＯＨ基や
ＯＤ基を含有させることによって、構造欠陥と水素や重
水素が化学結合して構造欠陥が解消する。従って、非常
に構造欠陥の少ない安定なガラスが得られ、光増幅特性
の良好なものが得られる。しかしながら、ＯＨ基は信号
光と励起波長近くの１．５μｍ帯に吸収を持つため、多
量に添加するとロス増が生じて光増幅による出力は低下
する。
成工程や線引工程で形成されるが、ガラス中にＯＨ基や
ＯＤ基を含有させることによって、構造欠陥と水素や重
水素が化学結合して構造欠陥が解消する。従って、非常
に構造欠陥の少ない安定なガラスが得られ、光増幅特性
の良好なものが得られる。しかしながら、ＯＨ基は信号
光と励起波長近くの１．５μｍ帯に吸収を持つため、多
量に添加するとロス増が生じて光増幅による出力は低下
する。
【００１８】従って、大きなロス増を生じない程度にＯ
Ｈ基を添加する必要があるが、例えば、ガラス合成工程
でのＯＨ基の含有量のコントロールは非常に困難である
が、本発明では、ＯＨ基を含有させるために線引した光
ファイバを所定時間の間水素雰囲気に所定の温度で晒し
てコア部にＯＨ基を２ｐｐｍから２０ｐｐｍの範囲にす
るので、ＯＨ基の含有量のコントロールは時間と温度を
コントロールすることによって容易に行うことができ
る。
Ｈ基を添加する必要があるが、例えば、ガラス合成工程
でのＯＨ基の含有量のコントロールは非常に困難である
が、本発明では、ＯＨ基を含有させるために線引した光
ファイバを所定時間の間水素雰囲気に所定の温度で晒し
てコア部にＯＨ基を２ｐｐｍから２０ｐｐｍの範囲にす
るので、ＯＨ基の含有量のコントロールは時間と温度を
コントロールすることによって容易に行うことができ
る。
【００１９】ー方、ＯＤ基の場合は１．５μｍ帯に吸収
を持たないため、伝送損失を損なわずに光増幅特性の改
善が可能である。ただし、ＤはＨと容易に置換するこ
と、及び重水素は価格的に非常に高価なことから、ガラ
ス合成から光ファイバ化に至る工程でＯＤ基をガラス内
に生成させることは実質上困難であるが、本発明では、
ＯＤ基を含有させるために線引した光ファイバを所定時
間の間重水素雰囲気に所定の加熱温度で晒してコア部に
ＯＤ基を２ｐｐｍ以上含有させるので、ＯＤ基の含有量
のコントロールは時間と温度をコントロールすることに
よって容易に行うことができる。
を持たないため、伝送損失を損なわずに光増幅特性の改
善が可能である。ただし、ＤはＨと容易に置換するこ
と、及び重水素は価格的に非常に高価なことから、ガラ
ス合成から光ファイバ化に至る工程でＯＤ基をガラス内
に生成させることは実質上困難であるが、本発明では、
ＯＤ基を含有させるために線引した光ファイバを所定時
間の間重水素雰囲気に所定の加熱温度で晒してコア部に
ＯＤ基を２ｐｐｍ以上含有させるので、ＯＤ基の含有量
のコントロールは時間と温度をコントロールすることに
よって容易に行うことができる。
【００２０】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 （実施例１）図１は本発明の増幅用光ファイバの一実施
例を示す断面図である。１はセンタコア、２はサイドコ
ア、３はクラッド、４は被覆である。センタコア１はΔ
＝１％のゲルマコアで、センタコア１の外側には直径比
３倍までΔ１％のサイドコア２が設けられた２重構造の
増幅用光ファイバである。センタコア１にはＥｒが１，
０００ｐｐｍ、Ａｌが４％ドープされている。図２は本
発明の増幅用光ファイバのセンタコア１にＯＨ基やＯＤ
基を含有させる前のＥｒ／Ａｌドープ光ファイバ心線５
である。
る。 （実施例１）図１は本発明の増幅用光ファイバの一実施
例を示す断面図である。１はセンタコア、２はサイドコ
ア、３はクラッド、４は被覆である。センタコア１はΔ
＝１％のゲルマコアで、センタコア１の外側には直径比
３倍までΔ１％のサイドコア２が設けられた２重構造の
増幅用光ファイバである。センタコア１にはＥｒが１，
０００ｐｐｍ、Ａｌが４％ドープされている。図２は本
発明の増幅用光ファイバのセンタコア１にＯＨ基やＯＤ
基を含有させる前のＥｒ／Ａｌドープ光ファイバ心線５
である。
【００２１】図３は図２に示すＥｒ／Ａｌドープ光ファ
イバ心線５の線引き工程を示す説明図である。ゲルマコ
ア部にＥｒが１，０００ｐｐｍ、Ａｌが４％ドープされ
た光ファイバ母材３１をヒータ３２を内包する線引炉３
３で外径１２５μｍの光ファイバ３４に線引きする。
イバ心線５の線引き工程を示す説明図である。ゲルマコ
ア部にＥｒが１，０００ｐｐｍ、Ａｌが４％ドープされ
た光ファイバ母材３１をヒータ３２を内包する線引炉３
３で外径１２５μｍの光ファイバ３４に線引きする。
【００２２】この線引き直後の光ファイバ３４は線引炉
３３の直下に配置されたＵＶ樹脂を施すダイス３５に導
かれ、その後ＵＶ灯を有する硬化装置３６でＵＶ樹脂が
硬化されてＥｒ／Ａｌドープ光ファイバ心線５が形成さ
れる。上記のＥｒ／Ａｌドープ光ファイバ心線５が輪取
りされて図４に示すような密閉される処理炉４１に収納
されてコア１にＯＨ基の含侵が行われる。処理炉４１に
は図示されていないヒータ等を有する周知の温度制御装
置が備えられている。
３３の直下に配置されたＵＶ樹脂を施すダイス３５に導
かれ、その後ＵＶ灯を有する硬化装置３６でＵＶ樹脂が
硬化されてＥｒ／Ａｌドープ光ファイバ心線５が形成さ
れる。上記のＥｒ／Ａｌドープ光ファイバ心線５が輪取
りされて図４に示すような密閉される処理炉４１に収納
されてコア１にＯＨ基の含侵が行われる。処理炉４１に
は図示されていないヒータ等を有する周知の温度制御装
置が備えられている。
【００２３】ＯＨ基の含侵前のＥｒ／Ａｌドープ光ファ
イバ心線５のＯＨ基の量は、ロススペクトルの１２４０
ｎｍのピークで定量すると約１ｄＢ／ｋｍでの検出限界
以下であり、ＯＨ基としては１ｐｐｍ以下と推定され
た。（石英ガラスではＯＨ基１ｐｐｍあたり１ｄＢ／ｋ
ｍのロス増といわれている。） このＥｒ／Ａｌドープ光ファイバ心線５について、処理
炉４１に水素を１００％充填した雰囲気で、４０℃、８
０℃、１２０℃、１５０℃の各温度で、それぞれ５０時
間のＯＨ基の含侵処理を施した。本処理後、未反応の水
素分子がＥｒ／Ａｌドープ光ファイバ心線５外に拡散す
るまでＥｒ／Ａｌドープ光ファイバ心線５を大気中に放
置して本発明の増幅用光ファイバを得て、それぞれＮＦ
及び各種特性を評価した。
イバ心線５のＯＨ基の量は、ロススペクトルの１２４０
ｎｍのピークで定量すると約１ｄＢ／ｋｍでの検出限界
以下であり、ＯＨ基としては１ｐｐｍ以下と推定され
た。（石英ガラスではＯＨ基１ｐｐｍあたり１ｄＢ／ｋ
ｍのロス増といわれている。） このＥｒ／Ａｌドープ光ファイバ心線５について、処理
炉４１に水素を１００％充填した雰囲気で、４０℃、８
０℃、１２０℃、１５０℃の各温度で、それぞれ５０時
間のＯＨ基の含侵処理を施した。本処理後、未反応の水
素分子がＥｒ／Ａｌドープ光ファイバ心線５外に拡散す
るまでＥｒ／Ａｌドープ光ファイバ心線５を大気中に放
置して本発明の増幅用光ファイバを得て、それぞれＮＦ
及び各種特性を評価した。
【００２４】上記の各条件で処理した増幅用光ファイバ
のロススペクトルから１２４０ｎｍのピーク値を読みと
ると、各々、１ｄＢ／ｋｍ、２ｄＢ／ｋｍ、１０ｄＢ／
ｋｍ、２０ｄＢ／ｋｍであった。ＯＨ基含有量に換算す
ると、そのまま、１ｐｐｍ、２ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、２
０ｐｐｍとなる。上記の各条件で処理した増幅用光ファ
イバの増幅特性を図５及び図６に示した。処理温度が高
い程Ｇａｉｎは低下するが、光増幅特性の波長依存性は
小さくなっており、波長多重通信に用いた場合には非常
に有効な特性となる。これは、Ｅｒ周辺に配位したＡｌ
の構造欠陥が水素との結合により消失し、散乱やカラー
センターによる吸収などが抑制されたためと考えられ
る。
のロススペクトルから１２４０ｎｍのピーク値を読みと
ると、各々、１ｄＢ／ｋｍ、２ｄＢ／ｋｍ、１０ｄＢ／
ｋｍ、２０ｄＢ／ｋｍであった。ＯＨ基含有量に換算す
ると、そのまま、１ｐｐｍ、２ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、２
０ｐｐｍとなる。上記の各条件で処理した増幅用光ファ
イバの増幅特性を図５及び図６に示した。処理温度が高
い程Ｇａｉｎは低下するが、光増幅特性の波長依存性は
小さくなっており、波長多重通信に用いた場合には非常
に有効な特性となる。これは、Ｅｒ周辺に配位したＡｌ
の構造欠陥が水素との結合により消失し、散乱やカラー
センターによる吸収などが抑制されたためと考えられ
る。
【００２５】しかし、１５０℃で処理を行なうと、ロス
の増加の影響でＧａｉｎの低下が大きくなるため、１５
０℃が限界であることが分かる。一方、ＮＦは水素添加
により大幅に改善され、８０℃の処理でＯＨ基が２ｐｐ
ｍ程度になれば、構造欠陥が充分埋められる。それ以上
ではほぼ同等の特性を示す。以上の結果から、比較的少
量の水素処理で波長特性とＮＦが改善されることがわか
る。
の増加の影響でＧａｉｎの低下が大きくなるため、１５
０℃が限界であることが分かる。一方、ＮＦは水素添加
により大幅に改善され、８０℃の処理でＯＨ基が２ｐｐ
ｍ程度になれば、構造欠陥が充分埋められる。それ以上
ではほぼ同等の特性を示す。以上の結果から、比較的少
量の水素処理で波長特性とＮＦが改善されることがわか
る。
【００２６】以上説明したように、本発明の光ファイバ
化後すなわち線引き後のＥｒ／Ａｌドープ光ファイバの
水素処理によるＯＨ基の形成は、ＯＨ基の量を正確に制
御することが容易であり、また線引工程で生じている構
造欠陥を最終段階で消すことができるることから、ガラ
ス化工程でコントロールする方法よりはより効果が高
い。
化後すなわち線引き後のＥｒ／Ａｌドープ光ファイバの
水素処理によるＯＨ基の形成は、ＯＨ基の量を正確に制
御することが容易であり、また線引工程で生じている構
造欠陥を最終段階で消すことができるることから、ガラ
ス化工程でコントロールする方法よりはより効果が高
い。
【００２７】また、今回用いたＥｒ／Ａｌドープ光ファ
イバ心線５は、センタコア１で光を増幅し、サイドコア
２で主として増幅された光が伝搬するため、ＯＨ基はコ
ア部だけに添加した方がよい。水素分子は構造欠陥に選
択的に取り込まれるので、構造欠陥の少ないＡｌをドー
プしないサイドコア２ではＯＨ基形成が自然と抑制さ
れ、センタコア１のみにＯＨ基が多くなる利点もある。
イバ心線５は、センタコア１で光を増幅し、サイドコア
２で主として増幅された光が伝搬するため、ＯＨ基はコ
ア部だけに添加した方がよい。水素分子は構造欠陥に選
択的に取り込まれるので、構造欠陥の少ないＡｌをドー
プしないサイドコア２ではＯＨ基形成が自然と抑制さ
れ、センタコア１のみにＯＨ基が多くなる利点もある。
【００２８】（実施例２）実施例１と同様のＥｒ／Ａｌ
ドープ光ファイバ心線５を用いて、前述した水素に替え
て重水素で実施例１と同様の条件でＯＤ基の含侵処理を
行い増幅用光ファイバを得た。重水素のガラス中の拡散
速度は水素と大きく違わないことから、同一の処理条件
で形成されたＯＤ基の量はＯＨ基とほぼ同じと推定され
る。処理結果を図７及び図８に示す。ＯＤ基は１５５０
ｎｍ付近に吸収を持たないため、Ｇａｉｎの劣化見られ
ず、波長依存性及びＮＦ改善効果のみが認められた光増
幅特性の良好な増幅用光ファイバが得られた。
ドープ光ファイバ心線５を用いて、前述した水素に替え
て重水素で実施例１と同様の条件でＯＤ基の含侵処理を
行い増幅用光ファイバを得た。重水素のガラス中の拡散
速度は水素と大きく違わないことから、同一の処理条件
で形成されたＯＤ基の量はＯＨ基とほぼ同じと推定され
る。処理結果を図７及び図８に示す。ＯＤ基は１５５０
ｎｍ付近に吸収を持たないため、Ｇａｉｎの劣化見られ
ず、波長依存性及びＮＦ改善効果のみが認められた光増
幅特性の良好な増幅用光ファイバが得られた。
【００２９】（実施例３）実施例１と同様のＥｒ／Ａｌ
ドープ光ファイバ心線５を用いて、水素と重水素を５０
％づつ混合した雰囲気で実施例１と同様の条件でＯＨ基
及びＯＤ基の含侵処理を行い増幅用光ファイバを得た。
上記の各条件で処理した増幅用光ファイバの増幅特性は
実施例１とほぼ同様の結果で光増幅特性の良好な増幅用
光ファイバが得られた。あった。
ドープ光ファイバ心線５を用いて、水素と重水素を５０
％づつ混合した雰囲気で実施例１と同様の条件でＯＨ基
及びＯＤ基の含侵処理を行い増幅用光ファイバを得た。
上記の各条件で処理した増幅用光ファイバの増幅特性は
実施例１とほぼ同様の結果で光増幅特性の良好な増幅用
光ファイバが得られた。あった。
【００３０】なお、上記各実施例において増幅用光ファ
イバのコア部は２重構造となっているが、コア部は２重
構造のものに限るものではなく単一のコアのものでも、
ガラス合成工程や線引工程で形成された構造欠陥がＯＨ
基及びＯＤ基で解消されて欠陥が少ない安定な光ファイ
バガラスとなり、光増幅特性の良好な増幅用光ファイバ
となることは上記各実施例と同様である。以上説明した
ように、線引き後のＥｒ／Ａｌドープ光ファイバを重水
素若しくは比較的少量の水素の処理を行うことによって
増幅用光ファイバの波長特性とＮＦが改善されることが
わかる。
イバのコア部は２重構造となっているが、コア部は２重
構造のものに限るものではなく単一のコアのものでも、
ガラス合成工程や線引工程で形成された構造欠陥がＯＨ
基及びＯＤ基で解消されて欠陥が少ない安定な光ファイ
バガラスとなり、光増幅特性の良好な増幅用光ファイバ
となることは上記各実施例と同様である。以上説明した
ように、線引き後のＥｒ／Ａｌドープ光ファイバを重水
素若しくは比較的少量の水素の処理を行うことによって
増幅用光ファイバの波長特性とＮＦが改善されることが
わかる。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のうち請求項
１の増幅用光ファイバによれば、ＥｒとＡｌを共ドープ
したコア部のＯＤ基の含有量が２ｐｐｍ以上であるの
で、ガラス合成工程や線引工程で形成された構造欠陥が
ＯＤ基で解消されて欠陥が少ない安定な光ファイバガラ
スとなり、光増幅特性の良好な増幅用光ファイバとなっ
ている。
１の増幅用光ファイバによれば、ＥｒとＡｌを共ドープ
したコア部のＯＤ基の含有量が２ｐｐｍ以上であるの
で、ガラス合成工程や線引工程で形成された構造欠陥が
ＯＤ基で解消されて欠陥が少ない安定な光ファイバガラ
スとなり、光増幅特性の良好な増幅用光ファイバとなっ
ている。
【００３２】本発明のうち請求項２の増幅用光ファイバ
によれば、ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部のＯＨ基の
含有量が２ｐｐｍから２０ｐｐｍの範囲となっているの
で、ガラス合成工程や線引工程で形成された構造欠陥が
ＯＨ基で解消されて欠陥が少ない安定な光ファイバガラ
スとなり、光増幅特性の良好な増幅用光ファイバとなっ
ている。また、この増幅用光ファイバは１．５μｍ帯に
吸収を持つＯＨ基の含有量が２０ｐｐｍ以下となってい
るので、ロス増による光増幅による出力の低下は少な
い。
によれば、ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部のＯＨ基の
含有量が２ｐｐｍから２０ｐｐｍの範囲となっているの
で、ガラス合成工程や線引工程で形成された構造欠陥が
ＯＨ基で解消されて欠陥が少ない安定な光ファイバガラ
スとなり、光増幅特性の良好な増幅用光ファイバとなっ
ている。また、この増幅用光ファイバは１．５μｍ帯に
吸収を持つＯＨ基の含有量が２０ｐｐｍ以下となってい
るので、ロス増による光増幅による出力の低下は少な
い。
【００３３】本発明のうち請求項３の増幅用光ファイバ
は、ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部のＯＨ基及びＯＤ
基の含有量が２ｐｐｍ以上でその内ＯＨ基の含有量が２
０ｐｐｍ以下となっているので、ガラス合成工程や線引
工程で形成された構造欠陥がＯＨ基及びＯＤ基で解消さ
れて欠陥が少ない安定な光ファイバガラスとなり、光増
幅特性の良好な増幅用光ファイバとなっている。また、
この増幅用光ファイバは１．５μｍ帯に吸収を持つＯＨ
基の含有量が２０ｐｐｍ以下となっているので、ロス増
による光増幅による出力の低下は少ない。
は、ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部のＯＨ基及びＯＤ
基の含有量が２ｐｐｍ以上でその内ＯＨ基の含有量が２
０ｐｐｍ以下となっているので、ガラス合成工程や線引
工程で形成された構造欠陥がＯＨ基及びＯＤ基で解消さ
れて欠陥が少ない安定な光ファイバガラスとなり、光増
幅特性の良好な増幅用光ファイバとなっている。また、
この増幅用光ファイバは１．５μｍ帯に吸収を持つＯＨ
基の含有量が２０ｐｐｍ以下となっているので、ロス増
による光増幅による出力の低下は少ない。
【００３４】本発明のうち請求項４の増幅用光ファイバ
は、コア部がセンタコアとサイドコアの２重構造となっ
ていてＥｒとＡｌがセンタコアにドープされているの
で、選択的に取り込まれる水素分子若しくは重水素分子
が構造欠陥の少ないＡｌをドープしないサイドコア２で
はＯＨ基若しくはＯＤ基の形成が自然と抑制され、セン
タコア１のみにＯＨ基若しくはＯＤ基が多くなる効果が
ある。
は、コア部がセンタコアとサイドコアの２重構造となっ
ていてＥｒとＡｌがセンタコアにドープされているの
で、選択的に取り込まれる水素分子若しくは重水素分子
が構造欠陥の少ないＡｌをドープしないサイドコア２で
はＯＨ基若しくはＯＤ基の形成が自然と抑制され、セン
タコア１のみにＯＨ基若しくはＯＤ基が多くなる効果が
ある。
【００３５】本発明のうち請求項５の増幅用光ファイバ
の製法は、コア部にＥｒとＡｌを共ドープした光ファイ
バ母材を線引きして光ファイバを形成する工程と、前記
線引した光ファイバを所定時間の間水素雰囲気又は／及
び重水素雰囲気に所定の加熱温度で晒してコア部にＯＨ
基又は／及びＯＤ基を２ｐｐｍ以上含有させる工程とを
有しているので以下のような効果を有する。
の製法は、コア部にＥｒとＡｌを共ドープした光ファイ
バ母材を線引きして光ファイバを形成する工程と、前記
線引した光ファイバを所定時間の間水素雰囲気又は／及
び重水素雰囲気に所定の加熱温度で晒してコア部にＯＨ
基又は／及びＯＤ基を２ｐｐｍ以上含有させる工程とを
有しているので以下のような効果を有する。
【００３６】光ファイバガラスの構造欠陥は、ガラス合
成工程や線引工程で形成されるが、ガラス中にＯＨ基や
ＯＤ基を含有させることによって、構造欠陥と水素や重
水素が化学結合して構造欠陥が解消する。従って、非常
に構造欠陥の少ない安定なガラスが得られ、光増幅特性
の良好なものが得られる。しかし、ＯＨ基の場合は大き
なロス増を生じない範囲にする必要があるが、本発明で
は、ＯＨ基を含有させるために線引した光ファイバを所
定時間の間水素雰囲気に所定の温度で晒してコア部にＯ
Ｈ基を２ｐｐｍから２０ｐｐｍの範囲にするので、ＯＨ
基の含有量のコントロールは時間と温度をコントロール
することによって容易に行うことができる。
成工程や線引工程で形成されるが、ガラス中にＯＨ基や
ＯＤ基を含有させることによって、構造欠陥と水素や重
水素が化学結合して構造欠陥が解消する。従って、非常
に構造欠陥の少ない安定なガラスが得られ、光増幅特性
の良好なものが得られる。しかし、ＯＨ基の場合は大き
なロス増を生じない範囲にする必要があるが、本発明で
は、ＯＨ基を含有させるために線引した光ファイバを所
定時間の間水素雰囲気に所定の温度で晒してコア部にＯ
Ｈ基を２ｐｐｍから２０ｐｐｍの範囲にするので、ＯＨ
基の含有量のコントロールは時間と温度をコントロール
することによって容易に行うことができる。
【図１】本発明の増幅用光ファイバの一実施例を示す断
面図である。
面図である。
【図２】図１の増幅用光ファイバに使用されるＥｒ／Ａ
ｌドープ光ファイバの一例を示す断面図である。
ｌドープ光ファイバの一例を示す断面図である。
【図３】図１の増幅用光ファイバの製造工程の一部を示
す説明図である。
す説明図である。
【図４】図１の増幅用光ファイバの製造工程の一部を示
す説明図である。
す説明図である。
【図５】本発明の増幅用光ファイバの一実施例の光増幅
特性図である。
特性図である。
【図６】本発明の増幅用光ファイバの一実施例の他の光
増幅特性図である。
増幅特性図である。
【図７】本発明の増幅用光ファイバの他の実施例の光増
幅特性図である。
幅特性図である。
【図８】本発明の増幅用光ファイバの他の実施例の他の
光増幅特性図である。
光増幅特性図である。
【図９】増幅用光ファイバを使用した従来の構成図であ
る。
る。
１ センタコア ２ サイドコア ３ クラッド ４ 被覆 ５ Ｅｒ／Ａｌドープ光ファイバ心線 ３１ 光ファイバ母材 ３３ 線引炉 ４１ 処理炉
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 6/04 Ｇ０２Ｂ 6/04 Ｅ Ｇ０２Ｆ 1/35 ５０１ Ｇ０２Ｆ 1/35 ５０１ Ｈ０１Ｓ 3/16 Ｈ０１Ｓ 3/16
Claims (5)
- 【請求項１】 ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部のＯＤ
基の含有量が２ｐｐｍ以上であることを特徴とする増幅
用光ファイバ。 - 【請求項２】 ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部のＯＨ
基の含有量が２ｐｐｍから２０ｐｐｍの範囲であること
を特徴とする増幅用光ファイバ。 - 【請求項３】 ＥｒとＡｌを共ドープしたコア部のＯＨ
基及びＯＤ基の含有量が２ｐｐｍ以上でその内ＯＨ基の
含有量が２０ｐｐｍ以下であることを特徴とする増幅用
光ファイバ。 - 【請求項４】 コア部がセンタコアとサイドコアの２重
構造となっていてＥｒとＡｌがセンタコアにドープされ
ていることを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の
増幅用光ファイバ。 - 【請求項５】 コア部にＥｒとＡｌを共ドープした光フ
ァイバ母材を線引きして光ファイバを形成する工程と、
前記線引した光ファイバを所定時間の間水素雰囲気又は
／及び重水素雰囲気に所定の加熱温度で晒してコア部に
ＯＨ基又は／及びＯＤ基を２ｐｐｍ以上含有させる工程
とを有することを特徴とする増幅用光ファイバの製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7073452A JPH08274390A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 増幅用光ファイバとその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7073452A JPH08274390A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 増幅用光ファイバとその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08274390A true JPH08274390A (ja) | 1996-10-18 |
Family
ID=13518648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7073452A Pending JPH08274390A (ja) | 1995-03-30 | 1995-03-30 | 増幅用光ファイバとその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08274390A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002148450A (ja) * | 2000-08-25 | 2002-05-22 | Alcatel | 光ファイバの１３８０ｎｍ〜１４１０ｎｍにおける水素感度を低減させる方法 |
| JP2003137580A (ja) * | 2001-11-06 | 2003-05-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバの処理方法、光ファイバの製造方法、光ファイバ |
| JP2007114335A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Fujikura Ltd | 光増幅用光ファイバの出力低下抑制方法、光増幅用光ファイバ、光ファイバ増幅器及び光ファイバレーザ |
-
1995
- 1995-03-30 JP JP7073452A patent/JPH08274390A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002148450A (ja) * | 2000-08-25 | 2002-05-22 | Alcatel | 光ファイバの１３８０ｎｍ〜１４１０ｎｍにおける水素感度を低減させる方法 |
| JP2003137580A (ja) * | 2001-11-06 | 2003-05-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバの処理方法、光ファイバの製造方法、光ファイバ |
| JP2007114335A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Fujikura Ltd | 光増幅用光ファイバの出力低下抑制方法、光増幅用光ファイバ、光ファイバ増幅器及び光ファイバレーザ |
| JP4732120B2 (ja) * | 2005-10-19 | 2011-07-27 | 株式会社フジクラ | 光増幅用光ファイバの製造方法 |
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