JPH0834636A - 光増幅用フッ化物ガラスおよび光ファイバ - Google Patents
光増幅用フッ化物ガラスおよび光ファイバInfo
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- JPH0834636A JPH0834636A JP6172499A JP17249994A JPH0834636A JP H0834636 A JPH0834636 A JP H0834636A JP 6172499 A JP6172499 A JP 6172499A JP 17249994 A JP17249994 A JP 17249994A JP H0834636 A JPH0834636 A JP H0834636A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低損失で高効率な光増幅用フッ化物ガラスお
よび光ファイバを提供する。 【構成】 フッ化物ガラス組成をモル分率でＩｎＦ3 を
１０〜４０モル％、ＺｎＦ2 を１０〜４０モル％、Ｂａ
Ｆ2 を５〜３５モル％、ＳｒＦ2 を５〜３５モル％、Ｃ
ｄＦ2 を０〜７モル％、ＡｌＦ3 およびＧａＦ3 の少な
くとも一種を０〜３０モル％、ＬａＦ3 ，ＳｃＦ3 ，Ｙ
Ｆ3 ，ＧｄＦ3 およびＬｕＦ3 よりなる群から選ばれた
少なくとも一種を１．５〜１５モル％、ＬｉＦ，Ｎａ
Ｆ，ＣｓＦおよびＲｂＦよりなる群から選ばれた少なく
とも一種を０〜３０モル％とし、かつその合計が１００
モル％とする。
よび光ファイバを提供する。 【構成】 フッ化物ガラス組成をモル分率でＩｎＦ3 を
１０〜４０モル％、ＺｎＦ2 を１０〜４０モル％、Ｂａ
Ｆ2 を５〜３５モル％、ＳｒＦ2 を５〜３５モル％、Ｃ
ｄＦ2 を０〜７モル％、ＡｌＦ3 およびＧａＦ3 の少な
くとも一種を０〜３０モル％、ＬａＦ3 ，ＳｃＦ3 ，Ｙ
Ｆ3 ，ＧｄＦ3 およびＬｕＦ3 よりなる群から選ばれた
少なくとも一種を１．５〜１５モル％、ＬｉＦ，Ｎａ
Ｆ，ＣｓＦおよびＲｂＦよりなる群から選ばれた少なく
とも一種を０〜３０モル％とし、かつその合計が１００
モル％とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信システム等で使
用される光ファイバ増幅器に用いて好適なフッ化物ガラ
スおよび光増幅用光ファイバに関し、特に利得係数の高
い光増幅用フッ化物ガラスおよび光ファイバに関する。
用される光ファイバ増幅器に用いて好適なフッ化物ガラ
スおよび光増幅用光ファイバに関し、特に利得係数の高
い光増幅用フッ化物ガラスおよび光ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、希土類イオンをドープした光ファ
イバを用いた光ファイバ増幅器の研究開発が精力的に進
められている。なかでも希土類イオンとしてプラセオジ
ムをコアにドープしたフッ化物光ファイバ増幅器は、光
通信にとって重要な波長帯である１．３μｍ帯において
光増幅が可能であることから光増幅器としての応用が特
に注目されている。
イバを用いた光ファイバ増幅器の研究開発が精力的に進
められている。なかでも希土類イオンとしてプラセオジ
ムをコアにドープしたフッ化物光ファイバ増幅器は、光
通信にとって重要な波長帯である１．３μｍ帯において
光増幅が可能であることから光増幅器としての応用が特
に注目されている。
【０００３】１．３μｍの光増幅はプラセオジムの 1Ｇ
4 準位から 3Ｈ5 準位への誘導放出遷移によって引き起
こされる。しかしながらプラセオジムにおいては 1Ｇ4
準位と 1Ｇ4 準位の直下にある 3Ｆ4 準位とのエネルギ
ー間隔が３０００ｃｍ-1程度と小さいために励起された
1Ｇ4 準位がマルチフォノン緩和によってクエンチして
しまうという問題がある。
4 準位から 3Ｈ5 準位への誘導放出遷移によって引き起
こされる。しかしながらプラセオジムにおいては 1Ｇ4
準位と 1Ｇ4 準位の直下にある 3Ｆ4 準位とのエネルギ
ー間隔が３０００ｃｍ-1程度と小さいために励起された
1Ｇ4 準位がマルチフォノン緩和によってクエンチして
しまうという問題がある。
【０００４】ここで、プラセオジムの１．３μｍの発光
は、石英ガラスなどのような大きなフォノンエネルギー
を持つ酸化物ガラス中においては観測されにくい、ある
いは全く観測されないが、フッ化物ガラスのような低い
フォノンエネルギーを持つガラス中においては 1Ｇ4 準
位がマルチフォノン緩和の影響を受けにくいために観測
されるという特徴を有する。
は、石英ガラスなどのような大きなフォノンエネルギー
を持つ酸化物ガラス中においては観測されにくい、ある
いは全く観測されないが、フッ化物ガラスのような低い
フォノンエネルギーを持つガラス中においては 1Ｇ4 準
位がマルチフォノン緩和の影響を受けにくいために観測
されるという特徴を有する。
【０００５】しかしながら、プラセオジムの１．３μｍ
発光の量子効率は現在使われているジルコニウム系のフ
ッ化物ガラス（フォノンエネルギー約５００ｃｍ-1）中
においても３．４％という低い値に留まっている。この
低い量子効率を改善することが１．３μｍ光ファイバ増
幅器を高効率化する上で重要な課題となっている。
発光の量子効率は現在使われているジルコニウム系のフ
ッ化物ガラス（フォノンエネルギー約５００ｃｍ-1）中
においても３．４％という低い値に留まっている。この
低い量子効率を改善することが１．３μｍ光ファイバ増
幅器を高効率化する上で重要な課題となっている。
【０００６】この観点から量子効率を改善する有効な手
段としてプラセオジムをドープするホストガラスをジル
コニウム系フッ化物ガラスよりもフォノンエネルギーの
低いインジウム系フッ化物ガラスを用いるという方法が
有効である。インジウム系フッ化物ガラスはジルコニウ
ム系フッ化物ガラスよりも低いフォノンエネルギーをも
つことからプラセオジムの１．３μｍ発光の量子効率と
して６．４％とジルコニウム系フッ化物ガラスの約２倍
の値が期待されている。
段としてプラセオジムをドープするホストガラスをジル
コニウム系フッ化物ガラスよりもフォノンエネルギーの
低いインジウム系フッ化物ガラスを用いるという方法が
有効である。インジウム系フッ化物ガラスはジルコニウ
ム系フッ化物ガラスよりも低いフォノンエネルギーをも
つことからプラセオジムの１．３μｍ発光の量子効率と
して６．４％とジルコニウム系フッ化物ガラスの約２倍
の値が期待されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このインジウム系フッ
化物ガラスをホスト材料として用いた場合、従来のイン
ジウム系フッ化物ガラス組成を用いると光ファイバを高
Δｎ化するためにはコアガラス組成にＰｂＦ2 を添加す
る必要がある。しかしながら、コアガラス中に高濃度に
ＰｂＦ2 を含有したインジウム系フッ化物ガラスを用い
るとガラス自体の熱安定性が劣化し、光ファイバ線引き
時の再加熱によってガラスの結晶化が進行して低損失な
光ファイバが作製されないという問題点があった。
化物ガラスをホスト材料として用いた場合、従来のイン
ジウム系フッ化物ガラス組成を用いると光ファイバを高
Δｎ化するためにはコアガラス組成にＰｂＦ2 を添加す
る必要がある。しかしながら、コアガラス中に高濃度に
ＰｂＦ2 を含有したインジウム系フッ化物ガラスを用い
るとガラス自体の熱安定性が劣化し、光ファイバ線引き
時の再加熱によってガラスの結晶化が進行して低損失な
光ファイバが作製されないという問題点があった。
【０００８】本発明の目的は、このような事情に鑑み、
低損失で高効率な光増幅用フッ化物ガラスおよび光ファ
イバを提供することにある。
低損失で高効率な光増幅用フッ化物ガラスおよび光ファ
イバを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の第１の態様は、フッ化物ガラス組成がモル分率でＩ
ｎＦ3 を１０〜４０モル％、ＺｎＦ2 を１０〜４０モル
％、ＢａＦ2 を５〜３５モル％、ＳｒＦ2 を５〜３５モ
ル％、ＣｄＦ2 を０〜７モル％、ＡｌＦ3 およびＧａＦ
3 の少なくとも一種を０〜３０モル％、ＬａＦ3 ，Ｓｃ
Ｆ3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 およびＬｕＦ3 よりなる群から
選ばれた少なくとも一種を１．５〜１５モル％、Ｌｉ
Ｆ，ＮａＦ，ＣｓＦおよびＲｂＦよりなる群から選ばれ
た少なくとも一種を０〜３０モル％であり、かつその合
計が１００モル％よりなることを特徴とする光増幅用フ
ッ化物ガラスにある。
明の第１の態様は、フッ化物ガラス組成がモル分率でＩ
ｎＦ3 を１０〜４０モル％、ＺｎＦ2 を１０〜４０モル
％、ＢａＦ2 を５〜３５モル％、ＳｒＦ2 を５〜３５モ
ル％、ＣｄＦ2 を０〜７モル％、ＡｌＦ3 およびＧａＦ
3 の少なくとも一種を０〜３０モル％、ＬａＦ3 ，Ｓｃ
Ｆ3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 およびＬｕＦ3 よりなる群から
選ばれた少なくとも一種を１．５〜１５モル％、Ｌｉ
Ｆ，ＮａＦ，ＣｓＦおよびＲｂＦよりなる群から選ばれ
た少なくとも一種を０〜３０モル％であり、かつその合
計が１００モル％よりなることを特徴とする光増幅用フ
ッ化物ガラスにある。
【００１０】また、本発明の第２の態様は、フッ化物系
ガラスからなるコアとクラッドを有し、前記クラッド
は、フッ化物ガラス組成がモル分率でＩｎＦ3 を１０〜
４０モル％、ＺｎＦ2 を１０〜４０モル％、ＢａＦ2 を
５〜３５モル％、ＳｒＦ2 を５〜３５モル％、ＣｄＦ2
を０〜７モル％、ＡｌＦ3 およびＧａＦ3 の少なくとも
一種を０〜３０モル％、ＬａＦ3 ，ＳｃＦ3 ，ＹＦ3 ，
ＧｄＦ3 およびＬｕＦ3よりなる群から選ばれた少なく
とも一種を１．５〜１５モル％、ＬｉＦ，ＮａＦ，Ｃｓ
ＦおよびＲｂＦよりなる群から選ばれた少なくとも一種
を０〜３０モル％であり、かつその合計が１００モル％
であるフッ化物ガラスからなることを特徴とする光増幅
用光ファイバにある。
ガラスからなるコアとクラッドを有し、前記クラッド
は、フッ化物ガラス組成がモル分率でＩｎＦ3 を１０〜
４０モル％、ＺｎＦ2 を１０〜４０モル％、ＢａＦ2 を
５〜３５モル％、ＳｒＦ2 を５〜３５モル％、ＣｄＦ2
を０〜７モル％、ＡｌＦ3 およびＧａＦ3 の少なくとも
一種を０〜３０モル％、ＬａＦ3 ，ＳｃＦ3 ，ＹＦ3 ，
ＧｄＦ3 およびＬｕＦ3よりなる群から選ばれた少なく
とも一種を１．５〜１５モル％、ＬｉＦ，ＮａＦ，Ｃｓ
ＦおよびＲｂＦよりなる群から選ばれた少なくとも一種
を０〜３０モル％であり、かつその合計が１００モル％
であるフッ化物ガラスからなることを特徴とする光増幅
用光ファイバにある。
【００１１】さらに、本発明の第３の態様は、第２の態
様において、前記コアの母相は、ＩｎＦ3 を１０〜４０
モル％、ＺｎＦ2 を１０〜４０モル％、ＢａＦ2 を５〜
３５モル％、ＳｒＦ2 を５〜３５モル％、ＣｄＦ2 を０
〜７モル％、ＰｂＦ2 を０〜２５モル％、ＧａＦ3 を
１．５〜１５モル％、ＬａＦ3 ，ＳｃＦ3 ，ＹＦ3 ，Ｇ
ｄＦ3 およびＬｕＦ3 よりなる群から選ばれた少なくと
も一種を１．５〜１５モル％、ＬｉＦ，ＮａＦ，ＣｓＦ
およびＲｂＦよりなる群から選ばれた少なくとも一種を
０〜１５モル％で、かつその合計が１００モル％である
ガラス組成を有することを特徴とする光増幅用光ファイ
バである。
様において、前記コアの母相は、ＩｎＦ3 を１０〜４０
モル％、ＺｎＦ2 を１０〜４０モル％、ＢａＦ2 を５〜
３５モル％、ＳｒＦ2 を５〜３５モル％、ＣｄＦ2 を０
〜７モル％、ＰｂＦ2 を０〜２５モル％、ＧａＦ3 を
１．５〜１５モル％、ＬａＦ3 ，ＳｃＦ3 ，ＹＦ3 ，Ｇ
ｄＦ3 およびＬｕＦ3 よりなる群から選ばれた少なくと
も一種を１．５〜１５モル％、ＬｉＦ，ＮａＦ，ＣｓＦ
およびＲｂＦよりなる群から選ばれた少なくとも一種を
０〜１５モル％で、かつその合計が１００モル％である
ガラス組成を有することを特徴とする光増幅用光ファイ
バである。
【００１２】また、本発明の第４の態様は、第２または
第３の態様において、前記コアは遷移金属元素または希
土類元素を含有し、前記コアと前記クラッドとの間の比
屈折率差Δｎが１．４％以上で、かつ前記コアガラスが
該コアガラスの２５モル％以下の含有率でＰｂＦ2 を含
むことを特徴とする光増幅用光ファイバにある。
第３の態様において、前記コアは遷移金属元素または希
土類元素を含有し、前記コアと前記クラッドとの間の比
屈折率差Δｎが１．４％以上で、かつ前記コアガラスが
該コアガラスの２５モル％以下の含有率でＰｂＦ2 を含
むことを特徴とする光増幅用光ファイバにある。
【００１３】
【作用】高Δｎのフッ化物光ファイバを作製する場合に
おいて、従来のジルコニウム系フッ化物光ファイバの例
にもみられたように、コアガラス組成にＰｂＦ2 を添加
して屈折率を高くするという方法が有効である。これと
同様にインジウム系フッ化物ガラスにおいても、図１に
示すように、ＰｂＦ2 をそのガラス組成中に含有させる
ことによって任意の値に屈折率を調整することが可能で
ある。
おいて、従来のジルコニウム系フッ化物光ファイバの例
にもみられたように、コアガラス組成にＰｂＦ2 を添加
して屈折率を高くするという方法が有効である。これと
同様にインジウム系フッ化物ガラスにおいても、図１に
示すように、ＰｂＦ2 をそのガラス組成中に含有させる
ことによって任意の値に屈折率を調整することが可能で
ある。
【００１４】インジウム系フッ化物ガラスにおいては、
特開平６−６９５８４号の請求項７，８に記載されてい
るような従来のインジウム系フッ化物ガラス組成を用い
た場合、１．４％以上の高Δｎファイバを作製しようと
すると、コアガラス組成としてＰｂＦ2 を５モル％以上
その組成中に含有する必要があった。
特開平６−６９５８４号の請求項７，８に記載されてい
るような従来のインジウム系フッ化物ガラス組成を用い
た場合、１．４％以上の高Δｎファイバを作製しようと
すると、コアガラス組成としてＰｂＦ2 を５モル％以上
その組成中に含有する必要があった。
【００１５】しかしながら、ＰｂＦ2 を５モル％以上含
有したインジウム系フッ化物ガラス組成においてはガラ
ス自体の熱安定性がＰｂＦ2 の添加によって著しく損な
われる結果、線引き時のファイバ母材の再加熱によって
コアガラス中に結晶が成長し、光ファイバとした場合に
その結晶が散乱輝点となって散乱損失が下がらないとい
う問題点があった。
有したインジウム系フッ化物ガラス組成においてはガラ
ス自体の熱安定性がＰｂＦ2 の添加によって著しく損な
われる結果、線引き時のファイバ母材の再加熱によって
コアガラス中に結晶が成長し、光ファイバとした場合に
その結晶が散乱輝点となって散乱損失が下がらないとい
う問題点があった。
【００１６】しかるに本発明の著者らは鋭意検討した結
果、コアガラス組成にＰｂＦ2 を添加して屈折率を高く
する代わりに、クラッドガラス組成にＡｌＦ3 ，ＧａＦ
3 、あるいはＬｉＦ，ＮａＦ，ＣｓＦ，ＲｂＦなどのア
ルカリ金属フッ化物を添加することによってフッ化物ガ
ラスの屈折率を下げることが可能であることを見出し、
本発明を完成させた。そして、クラッドガラスとしてこ
のような低屈折率のインジウム系フッ化物ガラス組成を
用いることによってガラスの熱安定性を損ねることなく
高Δｎの光ファイバを作製し得ることを見出した。
果、コアガラス組成にＰｂＦ2 を添加して屈折率を高く
する代わりに、クラッドガラス組成にＡｌＦ3 ，ＧａＦ
3 、あるいはＬｉＦ，ＮａＦ，ＣｓＦ，ＲｂＦなどのア
ルカリ金属フッ化物を添加することによってフッ化物ガ
ラスの屈折率を下げることが可能であることを見出し、
本発明を完成させた。そして、クラッドガラスとしてこ
のような低屈折率のインジウム系フッ化物ガラス組成を
用いることによってガラスの熱安定性を損ねることなく
高Δｎの光ファイバを作製し得ることを見出した。
【００１７】図２は本発明の１つの実施態様に基づくＡ
ｌＦ3 の含有量に対するクラッドガラスの屈折率の変
化、ならびにＰｂＦ2 の含有量が０モル％であるインジ
ウム系フッ化物ガラス（屈折率１．４９５）をコアガラ
スとして用いたときに得られる光ファイバの比屈折率差
のＡｌＦ3 の含有量の依存性を示す図である。ＡｌＦ3
の含有量が増加するに従って本発明のインジウム系フッ
化物ガラスの屈折率は低下し、これに伴い、得られる光
ファイバの比屈折率差Δｎが増加していく様子がわか
る。また、この図からＡｌＦ3 の添加量が１０モル％以
上である時にΔｎ＞１．４％の高Δｎファイバが実現で
きることがわかる。
ｌＦ3 の含有量に対するクラッドガラスの屈折率の変
化、ならびにＰｂＦ2 の含有量が０モル％であるインジ
ウム系フッ化物ガラス（屈折率１．４９５）をコアガラ
スとして用いたときに得られる光ファイバの比屈折率差
のＡｌＦ3 の含有量の依存性を示す図である。ＡｌＦ3
の含有量が増加するに従って本発明のインジウム系フッ
化物ガラスの屈折率は低下し、これに伴い、得られる光
ファイバの比屈折率差Δｎが増加していく様子がわか
る。また、この図からＡｌＦ3 の添加量が１０モル％以
上である時にΔｎ＞１．４％の高Δｎファイバが実現で
きることがわかる。
【００１８】したがって、本発明によるインジウム系フ
ッ化物ガラスをクラッドガラスとして用いることによっ
て、熱安定性に優れたＰｂＦ2 を含有しない、あるいは
少量含有するインジウム系フッ化物ガラスを、コアガラ
スに用い、高Δｎで低損失のインジウム系フッ化物ファ
イバを作製することが可能となる。
ッ化物ガラスをクラッドガラスとして用いることによっ
て、熱安定性に優れたＰｂＦ2 を含有しない、あるいは
少量含有するインジウム系フッ化物ガラスを、コアガラ
スに用い、高Δｎで低損失のインジウム系フッ化物ファ
イバを作製することが可能となる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明について実施例を詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例により何等限定されるも
のでない。
るが、本発明はこれらの実施例により何等限定されるも
のでない。
【００２０】（実施例１）図３は本発明に基づくインジ
ウム系フッ化物ガラスのＡｌＦ3 含有量に対するガラス
転移温度の変化を示す図である。この図からＡｌＦ3 含
有量の増加とともにガラス転移温度が上昇している様子
がわかる。
ウム系フッ化物ガラスのＡｌＦ3 含有量に対するガラス
転移温度の変化を示す図である。この図からＡｌＦ3 含
有量の増加とともにガラス転移温度が上昇している様子
がわかる。
【００２１】光ファイバを作製するためには使用するコ
アガラスとクラッドガラスのガラス転移温度の整合をと
る必要があるため、用いるコアガラス組成のガラス転移
温度によって使用するクラッドガラス組成は限られるこ
ととなる。
アガラスとクラッドガラスのガラス転移温度の整合をと
る必要があるため、用いるコアガラス組成のガラス転移
温度によって使用するクラッドガラス組成は限られるこ
ととなる。
【００２２】一方、図４は本発明に基づくＩｎＦ3 系フ
ッ化物ガラスの（ＡｌＦ3 ＋ＮａＦ）含有量に対するガ
ラス転移温度の変化を示す図である。この図からＡｌＦ
3 の含有量が増加するとともにＮａＦを含有させること
によってガラス転移温度が一定となることがわかる。従
って、コアガラスの組成を一定にしてクラッドガラス組
成を変えることによって任意の比屈折率差の光ファイバ
を得ることができる。
ッ化物ガラスの（ＡｌＦ3 ＋ＮａＦ）含有量に対するガ
ラス転移温度の変化を示す図である。この図からＡｌＦ
3 の含有量が増加するとともにＮａＦを含有させること
によってガラス転移温度が一定となることがわかる。従
って、コアガラスの組成を一定にしてクラッドガラス組
成を変えることによって任意の比屈折率差の光ファイバ
を得ることができる。
【００２３】本実施例においてはコアガラス組成として
（３０ＩｎＦ3 −２２ＺｎＦ2 −２６ＢａＦ2 −１１Ｓ
ｒＦ2 −５ＹＦ3 −６ＧａＦ3 ）（ガラス転移温度２９
５℃）なるＰｂＦ2 を含有しないインジウム系フッ化物
ガラスを用い、一方、クラッドガラスとしては（２８Ｉ
ｎＦ3 −２２ＺｎＦ2 −２０ＢａＦ2 −１０ＳｒＦ2−
５ＹＦ3 −１０ＡｌＦ3 −５ＮａＦ）（ガラス転移温度
２９８℃）なるガラス組成を用いて単一モード光ファイ
バを作製した。この光ファイバの作製においては、ま
ず、通常の方法に従い、所定のモル数になるように秤量
された各フッ化物原料をアルゴン雰囲気中、金るつぼ内
で８５０℃まで加熱した後、黄銅製モールドに流し込む
ことによってガラス状態を得た。この時、光ファイバと
するための導波構造の作製はサクションキャスティング
法によった。次に、この方法によって作製されたインジ
ウム系フッ化物ファイバ母材を延伸法によってコア径を
細径化した後、ジャケット線引き法によって単一モード
ファイバに加工した。
（３０ＩｎＦ3 −２２ＺｎＦ2 −２６ＢａＦ2 −１１Ｓ
ｒＦ2 −５ＹＦ3 −６ＧａＦ3 ）（ガラス転移温度２９
５℃）なるＰｂＦ2 を含有しないインジウム系フッ化物
ガラスを用い、一方、クラッドガラスとしては（２８Ｉ
ｎＦ3 −２２ＺｎＦ2 −２０ＢａＦ2 −１０ＳｒＦ2−
５ＹＦ3 −１０ＡｌＦ3 −５ＮａＦ）（ガラス転移温度
２９８℃）なるガラス組成を用いて単一モード光ファイ
バを作製した。この光ファイバの作製においては、ま
ず、通常の方法に従い、所定のモル数になるように秤量
された各フッ化物原料をアルゴン雰囲気中、金るつぼ内
で８５０℃まで加熱した後、黄銅製モールドに流し込む
ことによってガラス状態を得た。この時、光ファイバと
するための導波構造の作製はサクションキャスティング
法によった。次に、この方法によって作製されたインジ
ウム系フッ化物ファイバ母材を延伸法によってコア径を
細径化した後、ジャケット線引き法によって単一モード
ファイバに加工した。
【００２４】このような方法によって作製された、イン
ジウム系フッ化物光ファイバコア中に希土類元素として
プラセオジム（Ｐｒ3+）を５００ｐｐｍ添加した光ファ
イバ２０ｍを用いて１．３μｍ光増幅器を作製した。図
５はこの光増幅器の励起光パワーに対する信号光利得を
示す図である。なお、励起光波長は１０１７ｎｍとし
た。図から励起光パワー２００ｍＷにおいて３０ｄＢの
高利得が実現されていることがわかる。
ジウム系フッ化物光ファイバコア中に希土類元素として
プラセオジム（Ｐｒ3+）を５００ｐｐｍ添加した光ファ
イバ２０ｍを用いて１．３μｍ光増幅器を作製した。図
５はこの光増幅器の励起光パワーに対する信号光利得を
示す図である。なお、励起光波長は１０１７ｎｍとし
た。図から励起光パワー２００ｍＷにおいて３０ｄＢの
高利得が実現されていることがわかる。
【００２５】（実施例２）本実施例においては、コアガ
ラス組成として（３０ＩｎＦ2 −２２ＺｎＦ2 −２６Ｂ
ａＦ2 −１１ＳｒＦ2 −５ＹＦ3 −６ＧａＦ3 ）（ガラ
ス転移温度２９５℃）なるインジウム系フッ化物ガラス
を用い、クラッドガラス組成としては表１〜表３に示し
たインジウム系フッ化物ガラス組成を用いて単一モード
光ファイバを作製した。作製の方法は実施例１と同様の
方法を用いた。
ラス組成として（３０ＩｎＦ2 −２２ＺｎＦ2 −２６Ｂ
ａＦ2 −１１ＳｒＦ2 −５ＹＦ3 −６ＧａＦ3 ）（ガラ
ス転移温度２９５℃）なるインジウム系フッ化物ガラス
を用い、クラッドガラス組成としては表１〜表３に示し
たインジウム系フッ化物ガラス組成を用いて単一モード
光ファイバを作製した。作製の方法は実施例１と同様の
方法を用いた。
【００２６】このような方法によって作製された、イン
ジウム系フッ化物光ファイバコア中に希土類元素としプ
ラセオジムを５００ｐｐｍ添加した光ファイバ２０ｍを
用いて実施例１と同様の１．３μｍ光増幅器を作製し
た。いずれの光ファイバを用いても励起光パワー２００
ｍＷにおいて３０ｄＢの高利得が実現された。
ジウム系フッ化物光ファイバコア中に希土類元素としプ
ラセオジムを５００ｐｐｍ添加した光ファイバ２０ｍを
用いて実施例１と同様の１．３μｍ光増幅器を作製し
た。いずれの光ファイバを用いても励起光パワー２００
ｍＷにおいて３０ｄＢの高利得が実現された。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】（実施例３）本実施例においてはコアガラ
ス組成として表４〜表６に示したようなインジウム系フ
ッ化物ガラス組成を、クラッドガラス組成としては表１
〜表３に示したガラス組成を用いて単一モード光ファイ
バを作製した。さらに本実施例の一例においてはコアガ
ラス組成として（３０ＩｎＦ3 −２０ＺｎＦ2 −２５Ｂ
ａＦ2 −１０ＳｒＦ2 −５ＰｂＦ2 −５ＹＦ3 −５Ｇａ
Ｆ3 ）、クラッドガラス組成としては（２５ＩｎＦ3 −
２０ＺｎＦ2 −２０ＢａＦ2 −５ＳｒＦ2 −５ＹＦ3 −
１５ＡｌＦ−１０ＮａＦ）なる組成を用いることによっ
て、Δｎ＝３．３％の高Δｎの単一モード光ファイバが
実現された。
ス組成として表４〜表６に示したようなインジウム系フ
ッ化物ガラス組成を、クラッドガラス組成としては表１
〜表３に示したガラス組成を用いて単一モード光ファイ
バを作製した。さらに本実施例の一例においてはコアガ
ラス組成として（３０ＩｎＦ3 −２０ＺｎＦ2 −２５Ｂ
ａＦ2 −１０ＳｒＦ2 −５ＰｂＦ2 −５ＹＦ3 −５Ｇａ
Ｆ3 ）、クラッドガラス組成としては（２５ＩｎＦ3 −
２０ＺｎＦ2 −２０ＢａＦ2 −５ＳｒＦ2 −５ＹＦ3 −
１５ＡｌＦ−１０ＮａＦ）なる組成を用いることによっ
て、Δｎ＝３．３％の高Δｎの単一モード光ファイバが
実現された。
【００３１】該ファイバのコアガラス中に希土類元素と
してプラセオジム５００ｐｐｍをドープし、実施例２と
同様の光増幅器を作製した。カットオフ波長は１μｍ
で、損失１００ｄＢ／ｋｍ（波長１．２μｍ）であっ
た。このファイバ２０ｍと発振波長１．０１７μｍのレ
ーザダイオードを励起光源として用いた光増幅器におい
て利得係数０．３ｄＢ／ｍＷの高効率が達成された。
してプラセオジム５００ｐｐｍをドープし、実施例２と
同様の光増幅器を作製した。カットオフ波長は１μｍ
で、損失１００ｄＢ／ｋｍ（波長１．２μｍ）であっ
た。このファイバ２０ｍと発振波長１．０１７μｍのレ
ーザダイオードを励起光源として用いた光増幅器におい
て利得係数０．３ｄＢ／ｍＷの高効率が達成された。
【００３２】
【表４】
【００３３】
【表５】
【００３４】
【表６】
【００３５】（実施例４）本実施例においては実施例３
と同様の方法によって、Δｎ＝３．３％の高Δｎ単一モ
ードインジウム系フッ化物ファイバを作製した。該光フ
ァイバのコアガラス中に希土類元素としてツリウム（Ｔ
ｍ3+）を添加し、１．４μｍ帯ならびに１．６μｍの光
増幅器を作製した。この光ファイバ２０ｍと発振波長
０．８μｍのレーザダイオードを励起光源として用いた
光増幅器において、１．４μｍにおいて２０ｄＢの高利
得が達成された。また、１．６μｍ帯においても光増幅
利得を得ることができた。このほか、Ｔｍのほかに、Ｈ
ｏ，Ｅｕ，Ｔｂなどの希土類元素を共添加した系におい
ても光増幅器を構成することができた。
と同様の方法によって、Δｎ＝３．３％の高Δｎ単一モ
ードインジウム系フッ化物ファイバを作製した。該光フ
ァイバのコアガラス中に希土類元素としてツリウム（Ｔ
ｍ3+）を添加し、１．４μｍ帯ならびに１．６μｍの光
増幅器を作製した。この光ファイバ２０ｍと発振波長
０．８μｍのレーザダイオードを励起光源として用いた
光増幅器において、１．４μｍにおいて２０ｄＢの高利
得が達成された。また、１．６μｍ帯においても光増幅
利得を得ることができた。このほか、Ｔｍのほかに、Ｈ
ｏ，Ｅｕ，Ｔｂなどの希土類元素を共添加した系におい
ても光増幅器を構成することができた。
【００３６】（実施例５）本実施例においては実施例３
と同様の方法によって、Δｎ＝３．３％の高Δｎ単一モ
ードインジウム系フッ化物ファイバを作製した。該光フ
ァイバのコアガラス中に希土類元素としてＰｒ−Ｙｂ，
Ｐｒ−Ｅｒ、あるいはＰｒ−Ｎｄをそれぞれ添加した光
ファイバを用いて１．３μｍ光増幅器を作製した。該光
ファイバ２０ｍを用いた光増幅器において、励起光波長
９８０ｎｍのレーザダイオードを励起光源として用いた
ときに励起光パワー１００ｍＷで２０ｄＢの高利得が得
られた。
と同様の方法によって、Δｎ＝３．３％の高Δｎ単一モ
ードインジウム系フッ化物ファイバを作製した。該光フ
ァイバのコアガラス中に希土類元素としてＰｒ−Ｙｂ，
Ｐｒ−Ｅｒ、あるいはＰｒ−Ｎｄをそれぞれ添加した光
ファイバを用いて１．３μｍ光増幅器を作製した。該光
ファイバ２０ｍを用いた光増幅器において、励起光波長
９８０ｎｍのレーザダイオードを励起光源として用いた
ときに励起光パワー１００ｍＷで２０ｄＢの高利得が得
られた。
【００３７】（実施例６）本実施例においては実施例３
と同様の方法によって、Δｎ＝３．３％の高Δｎ単一モ
ードインジウム系フッ化物ファイバを作製した。該光フ
ァイバのコアガラス中に遷移金属元素としてＣｒ4+を添
加した光ファイバを用いて１．３μｍ光増幅実験を行っ
た。該光ファイバ２０ｍを用いた光増幅器において励起
光波長１．０６μｍとしたときに励起光パワー１００ｍ
Ｗで１０ｄＢの利得が得られた。このほか、光増幅用遷
移金属元素としてＣｒ，Ｔｉ，Ｃｏを用いることもでき
る。
と同様の方法によって、Δｎ＝３．３％の高Δｎ単一モ
ードインジウム系フッ化物ファイバを作製した。該光フ
ァイバのコアガラス中に遷移金属元素としてＣｒ4+を添
加した光ファイバを用いて１．３μｍ光増幅実験を行っ
た。該光ファイバ２０ｍを用いた光増幅器において励起
光波長１．０６μｍとしたときに励起光パワー１００ｍ
Ｗで１０ｄＢの利得が得られた。このほか、光増幅用遷
移金属元素としてＣｒ，Ｔｉ，Ｃｏを用いることもでき
る。
【００３８】
【発明の効果】以上の実施例と共に説明したように、本
発明によれば低損失で高Δｎが可能な光増幅用光ファイ
バが作製できるので、利得係数および実効的な利得が向
上し、実用化に必須である半導体レーザ励起の光増幅器
を構成することができる。したがって、光通信システム
の低コスト化および高性能化が図れるという利点があ
る。
発明によれば低損失で高Δｎが可能な光増幅用光ファイ
バが作製できるので、利得係数および実効的な利得が向
上し、実用化に必須である半導体レーザ励起の光増幅器
を構成することができる。したがって、光通信システム
の低コスト化および高性能化が図れるという利点があ
る。
【図１】本発明のインジウム系フッ化物ガラスのＰｂＦ
2 の添加量に対する屈折率の変化を示す図である。
2 の添加量に対する屈折率の変化を示す図である。
【図２】本発明のインジウム系フッ化物ガラスのＡｌＦ
3 の含有量に対する屈折率の変化、ならびにＰｂＦ2 の
含有量が０モル％であるインジウム系フッ化物ガラス
（屈折率１．４９５）をコアガラスとして用いたときに
得られる光ファイバの比屈折率差のＡｌＦ3 の含有量の
依存性を示す図である。
3 の含有量に対する屈折率の変化、ならびにＰｂＦ2 の
含有量が０モル％であるインジウム系フッ化物ガラス
（屈折率１．４９５）をコアガラスとして用いたときに
得られる光ファイバの比屈折率差のＡｌＦ3 の含有量の
依存性を示す図である。
【図３】本発明に基づくインジウム系フッ化物ガラスの
ＡｌＦ3 含有量に対するガラス転移温度の変化を示す図
である。
ＡｌＦ3 含有量に対するガラス転移温度の変化を示す図
である。
【図４】本発明に基づくインジウム系フッ化物ガラスの
（ＡｌＦ3 ＋ＮａＦ）含有量に対するガラス転移温度の
変化を示す図である。
（ＡｌＦ3 ＋ＮａＦ）含有量に対するガラス転移温度の
変化を示す図である。
【図５】本発明に基づくインジウム系フッ化物光ファイ
バを用いた光増幅器の励起光パワーに対する信号光利得
を示す図である。
バを用いた光増幅器の励起光パワーに対する信号光利得
を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０１Ｓ 3/17
Claims (4)
- 【請求項１】 フッ化物ガラス組成がモル分率でＩｎＦ
3 を１０〜４０モル％、ＺｎＦ2 を１０〜４０モル％、
ＢａＦ2 を５〜３５モル％、ＳｒＦ2 を５〜３５モル
％、ＣｄＦ2 を０〜７モル％、ＡｌＦ3 およびＧａＦ3
の少なくとも一種を０〜３０モル％、ＬａＦ3 ，ＳｃＦ
3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 およびＬｕＦ3 よりなる群から選
ばれた少なくとも一種を１．５〜１５モル％、ＬｉＦ，
ＮａＦ，ＣｓＦおよびＲｂＦよりなる群から選ばれた少
なくとも一種を０〜３０モル％であり、かつその合計が
１００モル％よりなることを特徴とする光増幅用フッ化
物ガラス。 - 【請求項２】 フッ化物系ガラスからなるコアとクラッ
ドを有し、前記クラッドは、フッ化物ガラス組成がモル
分率でＩｎＦ3 を１０〜４０モル％、ＺｎＦ2 を１０〜
４０モル％、ＢａＦ2 を５〜３５モル％、ＳｒＦ2 を５
〜３５モル％、ＣｄＦ2 を０〜７モル％、ＡｌＦ3 およ
びＧａＦ3 の少なくとも一種を０〜３０モル％、ＬａＦ
3 ，ＳｃＦ3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 およびＬｕＦ3 よりな
る群から選ばれた少なくとも一種を１．５〜１５モル
％、ＬｉＦ，ＮａＦ，ＣｓＦおよびＲｂＦよりなる群か
ら選ばれた少なくとも一種を０〜３０モル％であり、か
つその合計が１００モル％であるフッ化物ガラスからな
ることを特徴とする光増幅用光ファイバ。 - 【請求項３】 請求項２に記載の光増幅用光ファイバに
おいて、前記コアの母相は、ＩｎＦ3 を１０〜４０モル
％、ＺｎＦ2 を１０〜４０モル％、ＢａＦ2を５〜３５
モル％、ＳｒＦ2 を５〜３５モル％、ＣｄＦ2 を０〜７
モル％、ＰｂＦ2 を０〜２５モル％、ＧａＦ3 を１．５
〜１５モル％、ＬａＦ3 ，ＳｃＦ3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3
およびＬｕＦ3 よりなる群から選ばれた少なくとも一種
を１．５〜１５モル％、ＬｉＦ，ＮａＦ，ＣｓＦおよび
ＲｂＦよりなる群から選ばれた少なくとも一種を０〜１
５モル％で、かつその合計が１００モル％であるガラス
組成を有することを特徴とする光増幅用光ファイバ。 - 【請求項４】 請求項２または３に記載の光増幅用光フ
ァイバにおいて、前記コアは遷移金属元素または希土類
元素を含有し、前記コアと前記クラッドとの間の比屈折
率差Δｎが１．４％以上で、かつ前記コアガラスが該コ
アガラスの２５モル％以下の含有率でＰｂＦ2 を含むこ
とを特徴とする光増幅用光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17249994A JP3371343B2 (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 光増幅用フッ化物ガラスおよび光ファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17249994A JP3371343B2 (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 光増幅用フッ化物ガラスおよび光ファイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0834636A true JPH0834636A (ja) | 1996-02-06 |
| JP3371343B2 JP3371343B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
ID=15943113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17249994A Expired - Fee Related JP3371343B2 (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 光増幅用フッ化物ガラスおよび光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3371343B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0787694A1 (en) * | 1996-01-30 | 1997-08-06 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Fluoride glass fiber |
| US5774620A (en) * | 1996-01-30 | 1998-06-30 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Fluoride glass fiber |
| WO2004000744A1 (de) * | 2002-06-20 | 2003-12-31 | Technische Universität Braunschweig | Glaszusammensetzung zur herstellung von optischen übertragungselementen |
| JP2007157764A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-21 | Sumita Optical Glass Inc | 蛍光ファイバを用いた多波長レーザ光源 |
| JP2007258466A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Sumita Optical Glass Inc | 照明装置及び発光装置 |
-
1994
- 1994-07-25 JP JP17249994A patent/JP3371343B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0787694A1 (en) * | 1996-01-30 | 1997-08-06 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Fluoride glass fiber |
| US5774620A (en) * | 1996-01-30 | 1998-06-30 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Fluoride glass fiber |
| WO2004000744A1 (de) * | 2002-06-20 | 2003-12-31 | Technische Universität Braunschweig | Glaszusammensetzung zur herstellung von optischen übertragungselementen |
| JP2007157764A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-21 | Sumita Optical Glass Inc | 蛍光ファイバを用いた多波長レーザ光源 |
| JP2007258466A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Sumita Optical Glass Inc | 照明装置及び発光装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3371343B2 (ja) | 2003-01-27 |
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