JPH10194773A - フッ化物ガラスおよびフッ化物光ファイバ - Google Patents
フッ化物ガラスおよびフッ化物光ファイバInfo
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- JPH10194773A JPH10194773A JP9015744A JP1574497A JPH10194773A JP H10194773 A JPH10194773 A JP H10194773A JP 9015744 A JP9015744 A JP 9015744A JP 1574497 A JP1574497 A JP 1574497A JP H10194773 A JPH10194773 A JP H10194773A
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- glass
- optical fiber
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/32—Non-oxide glass compositions, e.g. binary or ternary halides, sulfides or nitrides of germanium, selenium or tellurium
- C03C3/325—Fluoride glasses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C03C13/041—Non-oxide glass compositions
- C03C13/042—Fluoride glass compositions
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- Organic Chemistry (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 赤外透過特性に優れたフッ化物ガラスおよび
このフッ化物ガラスを用いた低損失で高効率を得ること
ができるフッ化物光ファイバを得る。 【解決手段】 ＩｎＦ3 を１０〜３０モル％、ＧａＦ3
を７〜３０モル％、ＺｎＦ2 を１０〜１９モル％、Ｂａ
Ｆ2 を４〜３０モル％、ＳｒＦ2 を０〜２４モル％、Ｐ
ｂＦ2 を０〜３０モル％、ＬａＦ3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ
3 ，ＬｕＦ3 よりなる群から選ばれた少なくとも一種を
１．５〜１０モル％、ＬｉＦを１．５〜３０モル％、Ｎ
ａＦを０〜３０モル％、追加成分を０〜１５モル％と
し、かつこれらの合計が１００モル％であるフッ化物ガ
ラス。また、このフッ化物ガラスをクラッドに用いたフ
ッ化物光ファイバ。
このフッ化物ガラスを用いた低損失で高効率を得ること
ができるフッ化物光ファイバを得る。 【解決手段】 ＩｎＦ3 を１０〜３０モル％、ＧａＦ3
を７〜３０モル％、ＺｎＦ2 を１０〜１９モル％、Ｂａ
Ｆ2 を４〜３０モル％、ＳｒＦ2 を０〜２４モル％、Ｐ
ｂＦ2 を０〜３０モル％、ＬａＦ3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ
3 ，ＬｕＦ3 よりなる群から選ばれた少なくとも一種を
１．５〜１０モル％、ＬｉＦを１．５〜３０モル％、Ｎ
ａＦを０〜３０モル％、追加成分を０〜１５モル％と
し、かつこれらの合計が１００モル％であるフッ化物ガ
ラス。また、このフッ化物ガラスをクラッドに用いたフ
ッ化物光ファイバ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、良好な赤外透過特
性を有するフッ化物ガラスおよび該フッ化物ガラスを用
いて効率の高い光増幅を達成できるフッ化物光ファイバ
に関するものである。
性を有するフッ化物ガラスおよび該フッ化物ガラスを用
いて効率の高い光増幅を達成できるフッ化物光ファイバ
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】フッ化物ガラスは可視から赤外域にわた
る波長領域において良好な透過特性を持つので、フッ化
物ガラスは各種光学機器の、レンズ、プリズム、フィル
タ等、あるいは光通信用、光計測用、パワー伝送用の光
ファイバに利用されている。なかでも近年、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の波長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。
る波長領域において良好な透過特性を持つので、フッ化
物ガラスは各種光学機器の、レンズ、プリズム、フィル
タ等、あるいは光通信用、光計測用、パワー伝送用の光
ファイバに利用されている。なかでも近年、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の波長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】この波長１．３μｍの光増幅はプラセオジ
ムの 1Ｇ4 レベルから 3Ｈ5 レベルへの誘導放出遷移に
よって引き起こされる。この誘導放出遷移はフッ化物ガ
ラスのような格子振動エネルギー（フォノンエネルギ
ー）が小さいガラスにおいて観測されるものであって、
石英ガラスのようなフォノンエネルギーの大きなガラス
中においては、多フォノン緩和による非輻射緩和のせい
でこの誘導放出遷移が観測されない。
ムの 1Ｇ4 レベルから 3Ｈ5 レベルへの誘導放出遷移に
よって引き起こされる。この誘導放出遷移はフッ化物ガ
ラスのような格子振動エネルギー（フォノンエネルギ
ー）が小さいガラスにおいて観測されるものであって、
石英ガラスのようなフォノンエネルギーの大きなガラス
中においては、多フォノン緩和による非輻射緩和のせい
でこの誘導放出遷移が観測されない。
【０００４】このようにプラセオジムによる波長１．３
μｍの光増幅を得るためにはフッ化物ガラスのようなフ
ォノンエネルギーの小さいガラスを用いることが必須の
条件である。
μｍの光増幅を得るためにはフッ化物ガラスのようなフ
ォノンエネルギーの小さいガラスを用いることが必須の
条件である。
【０００５】ここで、現在プラセオジムを添加した１．
３μｍ帯の光増幅用ファイバのホスト材料として使われ
ているジルコニウム系フッ化物ガラスにおいては、１．
３μｍ帯の光増幅の量子効率は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ためにジル
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
小さいフッ化物ガラスを開発することが、現在、重要な
課題となっている。
３μｍ帯の光増幅用ファイバのホスト材料として使われ
ているジルコニウム系フッ化物ガラスにおいては、１．
３μｍ帯の光増幅の量子効率は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ためにジル
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
小さいフッ化物ガラスを開発することが、現在、重要な
課題となっている。
【０００６】小さいフォノンエネルギーを持つフッ化物
ガラスとしては、特願昭６０−１５５５４９号に記載さ
れている、ＺｎＦ2 を４〜４８モル％、ＰｂＦ2 を３２
〜６３％、ＧａＦ3 を０〜３４モル％、ＩｎＦ3 を０〜
４３モル％、ただしＧａＦ3＋ＩｎＦ3 ＝１７〜５３モ
ル％、ＺｎＦ2 ＋ＰｂＦ2 ＋ＧａＦ3 ＋ＩｎＦ3 ≧７０
モル％であるフッ化物ガラスがこれまでに知られてい
る。
ガラスとしては、特願昭６０−１５５５４９号に記載さ
れている、ＺｎＦ2 を４〜４８モル％、ＰｂＦ2 を３２
〜６３％、ＧａＦ3 を０〜３４モル％、ＩｎＦ3 を０〜
４３モル％、ただしＧａＦ3＋ＩｎＦ3 ＝１７〜５３モ
ル％、ＺｎＦ2 ＋ＰｂＦ2 ＋ＧａＦ3 ＋ＩｎＦ3 ≧７０
モル％であるフッ化物ガラスがこれまでに知られてい
る。
【０００７】このフッ化物ガラスは良好な赤外透過特性
をもつ。これはこのフッ化物ガラスが小さいフォノンエ
ネルギーを持つためである。このためこのフッ化物ガラ
スにプラセオジムをドープした場合においては、ジルコ
ニウム系フッ化物ガラスに勝る量子効率を得ることがで
きる。
をもつ。これはこのフッ化物ガラスが小さいフォノンエ
ネルギーを持つためである。このためこのフッ化物ガラ
スにプラセオジムをドープした場合においては、ジルコ
ニウム系フッ化物ガラスに勝る量子効率を得ることがで
きる。
【０００８】しかしながら、このフッ化物ガラスは結晶
化に対する熱安定性が十分でないために、後述するよう
に単一モードの光ファイバを作製する際に必須となるジ
ャケット管を作製することができず、このフッ化物ガラ
スを用いては単一モード光ファイバを作製することがで
きなかった。
化に対する熱安定性が十分でないために、後述するよう
に単一モードの光ファイバを作製する際に必須となるジ
ャケット管を作製することができず、このフッ化物ガラ
スを用いては単一モード光ファイバを作製することがで
きなかった。
【０００９】一方、本発明者らは前述したＰｂＦ2 系フ
ッ化物ガラスとは明らかに組成範囲が異なり、かつ小さ
なフォノンエネルギーを有するフッ化物ガラスとして、
特願平６−１７２４９９号に記載されているようなＩｎ
Ｆ3 系のフッ化物ガラスおよびフッ化物ファイバを開発
した。
ッ化物ガラスとは明らかに組成範囲が異なり、かつ小さ
なフォノンエネルギーを有するフッ化物ガラスとして、
特願平６−１７２４９９号に記載されているようなＩｎ
Ｆ3 系のフッ化物ガラスおよびフッ化物ファイバを開発
した。
【００１０】しかしながら、特願平６−１７２４９９号
に記載されているＩｎＦ3 系のフッ化物ガラスを用いた
Ｐｒ3+を添加した単一モードの光ファイバにおいては、
Ｐｒ3+添加ＺｒＦ4 系のフッ化物光ファイバの利得係数
０．２ｄＢ／ｍＷを上回る利得係数が得られているもの
の、ガラス組成が最適化されておらず、ファイバの損失
が十分に低減されていないために、該ＩｎＦ3 系フッ化
物ガラス中のＰｒ3+の蛍光特性から予想される最高の利
得係数０．４ｄＢ／ｍＷは達成されていなかった。
に記載されているＩｎＦ3 系のフッ化物ガラスを用いた
Ｐｒ3+を添加した単一モードの光ファイバにおいては、
Ｐｒ3+添加ＺｒＦ4 系のフッ化物光ファイバの利得係数
０．２ｄＢ／ｍＷを上回る利得係数が得られているもの
の、ガラス組成が最適化されておらず、ファイバの損失
が十分に低減されていないために、該ＩｎＦ3 系フッ化
物ガラス中のＰｒ3+の蛍光特性から予想される最高の利
得係数０．４ｄＢ／ｍＷは達成されていなかった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような現
状に鑑みてなされたものであり、その目的は、良好な赤
外透過特性を有するフッ化物ガラスおよび低損失で高効
率の光増幅用光ファイバを提供することにある。
状に鑑みてなされたものであり、その目的は、良好な赤
外透過特性を有するフッ化物ガラスおよび低損失で高効
率の光増幅用光ファイバを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、Ｉｎ
Ｆ3 を１０〜３０モル％、ＧａＦ3 を７〜３０モル％、
ＺｎＦ2 を１０〜１９モル％、ＢａＦ2 を４〜３０モル
％、ＳｒＦ2 を０〜２４モル％、ＰｂＦ2 を０〜３０モ
ル％、ＬａＦ3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3よりなる
群から選ばれた少なくとも一種を１．５〜１０モル％、
ＬｉＦを１．５〜３０モル％、ＮａＦを０〜３０モル
％、追加成分を０〜１５モル％とし、かつこれらの合計
が１００モル％であることを特徴とする。
Ｆ3 を１０〜３０モル％、ＧａＦ3 を７〜３０モル％、
ＺｎＦ2 を１０〜１９モル％、ＢａＦ2 を４〜３０モル
％、ＳｒＦ2 を０〜２４モル％、ＰｂＦ2 を０〜３０モ
ル％、ＬａＦ3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3よりなる
群から選ばれた少なくとも一種を１．５〜１０モル％、
ＬｉＦを１．５〜３０モル％、ＮａＦを０〜３０モル
％、追加成分を０〜１５モル％とし、かつこれらの合計
が１００モル％であることを特徴とする。
【００１３】請求項２の発明は、コアとクラッドを有す
るフッ化物光ファイバにおいて、前記クラッドの母相が
ＩｎＦ3 を１０〜３０モル％、ＧａＦ3 を７〜３０モル
％、ＺｎＦ2 を１０〜１９モル％、ＢａＦ2 を４〜３０
モル％、ＳｒＦ2 を０〜２４モル％、ＰｂＦ2 を０〜３
０モル％、ＬａＦ3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 より
なる群から選ばれた少なくとも一種を１．５〜１０モル
％、ＬｉＦを１．５〜３０モル％、ＮａＦを０〜３０モ
ル％、追加成分を０〜１５モル％とし、かつその合計が
１００モル％であることを特徴とする。
るフッ化物光ファイバにおいて、前記クラッドの母相が
ＩｎＦ3 を１０〜３０モル％、ＧａＦ3 を７〜３０モル
％、ＺｎＦ2 を１０〜１９モル％、ＢａＦ2 を４〜３０
モル％、ＳｒＦ2 を０〜２４モル％、ＰｂＦ2 を０〜３
０モル％、ＬａＦ3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 より
なる群から選ばれた少なくとも一種を１．５〜１０モル
％、ＬｉＦを１．５〜３０モル％、ＮａＦを０〜３０モ
ル％、追加成分を０〜１５モル％とし、かつその合計が
１００モル％であることを特徴とする。
【００１４】ここで、コアの母相は、ＩｎＦ3 を５〜２
５モル％、ＧａＦ3 を１３〜４０モル％、ＺｎＦ2 を４
〜２５モル％、ＰｂＦ2 を３０〜４６モル％、ＣｄＦ2
を０〜２０モル％、ＬａＦ3 あるいはＹＦ3 ，ＧｄＦ
3 ，ＬｕＦ3 から選ばれた少なくとも一種を１．５〜１
２モル％、追加成分を０〜１５モル％とし、かつその合
計が１００モル％であることができる。
５モル％、ＧａＦ3 を１３〜４０モル％、ＺｎＦ2 を４
〜２５モル％、ＰｂＦ2 を３０〜４６モル％、ＣｄＦ2
を０〜２０モル％、ＬａＦ3 あるいはＹＦ3 ，ＧｄＦ
3 ，ＬｕＦ3 から選ばれた少なくとも一種を１．５〜１
２モル％、追加成分を０〜１５モル％とし、かつその合
計が１００モル％であることができる。
【００１５】また、コアの母相は、ＩｎＦ3 を１０〜３
０モル％、ＧａＦ3 を７〜３０モル％、ＺｎＦ2 を１０
〜１９モル％、ＢａＦ2 を４〜３０モル％、ＳｒＦ2 を
０〜２４モル％、ＰｂＦ2 を０〜３０モル％、ＬａＦ
3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 よりなる群から選ばれ
た少なくとも一種を１．５〜１０モル％、ＬｉＦを１．
５〜３０モル％、ＮａＦを０〜３０モル％、追加成分を
０〜１５モル％とし、かつその合計が１００モル％であ
ってもよい。
０モル％、ＧａＦ3 を７〜３０モル％、ＺｎＦ2 を１０
〜１９モル％、ＢａＦ2 を４〜３０モル％、ＳｒＦ2 を
０〜２４モル％、ＰｂＦ2 を０〜３０モル％、ＬａＦ
3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 よりなる群から選ばれ
た少なくとも一種を１．５〜１０モル％、ＬｉＦを１．
５〜３０モル％、ＮａＦを０〜３０モル％、追加成分を
０〜１５モル％とし、かつその合計が１００モル％であ
ってもよい。
【００１６】さらにまた、コアに遷移金属イオンまたは
希土類イオンを含有し、かつコア−クラッド間の比屈折
率差Δｎが１．０％以上であることもできる。
希土類イオンを含有し、かつコア−クラッド間の比屈折
率差Δｎが１．０％以上であることもできる。
【００１７】ただし、希土類イオンとしてＣｅ3+，Ｐｒ
3+，Ｎｄ3+，Ｐｍ3+，Ｓｍ3+，Ｅｕ3+，Ｔｂ3+，Ｄ
ｙ3+，Ｈｏ3+，Ｅｒ3+，Ｔｍ3+，Ｙｂ3+の内から選ばれ
た少なくとも１種を含有することができる。
3+，Ｎｄ3+，Ｐｍ3+，Ｓｍ3+，Ｅｕ3+，Ｔｂ3+，Ｄ
ｙ3+，Ｈｏ3+，Ｅｒ3+，Ｔｍ3+，Ｙｂ3+の内から選ばれ
た少なくとも１種を含有することができる。
【００１８】請求項７の発明は、コアと第１のクラッド
およびクラッドの外周に第２のクラッドを有するフッ化
物光ファイバであって、第１のクラッドの母相がＩｎＦ
3 を１０〜３０モル％、ＧａＦ3 を７〜３０モル％、Ｚ
ｎＦ2 を１０〜１９モル％、ＢａＦ2 を４〜３０モル
％、ＳｒＦ2 を０〜２４モル％、ＰｂＦ2 を０〜３０モ
ル％、ＬａＦ3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 よりなる
群から選ばれた少なくとも一種を１．５〜１０モル％、
ＬｉＦを１．５〜３０モル％、ＮａＦを０〜３０モル
％、追加成分が０〜１５モル％とし、かつその合計が１
００モル％であり、前記第２のクラッドの母相がＩｎＦ
3 を１０〜３０モル％、ＧａＦ3 を７〜３０モル％、Ｚ
ｎＦ2 を１０〜１９モル％、ＢａＦ2 を４〜３０モル
％、ＳｒＦ3 を０〜２４モル％、ＰｂＦ2 を０〜３０モ
ル％、ＬａＦ3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 よりなる
群から選ばれた少なくとも一種を１．５〜１０モル％、
ＬｉＦを１．５〜３０モル％、ＮａＦを０〜３０モル
％、追加成分が０〜１５モル％とし、かつその合計が１
００モル％であることを特徴とする。
およびクラッドの外周に第２のクラッドを有するフッ化
物光ファイバであって、第１のクラッドの母相がＩｎＦ
3 を１０〜３０モル％、ＧａＦ3 を７〜３０モル％、Ｚ
ｎＦ2 を１０〜１９モル％、ＢａＦ2 を４〜３０モル
％、ＳｒＦ2 を０〜２４モル％、ＰｂＦ2 を０〜３０モ
ル％、ＬａＦ3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 よりなる
群から選ばれた少なくとも一種を１．５〜１０モル％、
ＬｉＦを１．５〜３０モル％、ＮａＦを０〜３０モル
％、追加成分が０〜１５モル％とし、かつその合計が１
００モル％であり、前記第２のクラッドの母相がＩｎＦ
3 を１０〜３０モル％、ＧａＦ3 を７〜３０モル％、Ｚ
ｎＦ2 を１０〜１９モル％、ＢａＦ2 を４〜３０モル
％、ＳｒＦ3 を０〜２４モル％、ＰｂＦ2 を０〜３０モ
ル％、ＬａＦ3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 よりなる
群から選ばれた少なくとも一種を１．５〜１０モル％、
ＬｉＦを１．５〜３０モル％、ＮａＦを０〜３０モル
％、追加成分が０〜１５モル％とし、かつその合計が１
００モル％であることを特徴とする。
【００１９】ここで、第２のクラッドの母相がＺｒＦ4
およびＨｆＦ4 の少なくとも一種のフッ化物と、ＢａＦ
2 ，ＬａＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＹＦ3 ，ＬｉＦ，ＮａＦ，Ｐ
ｂＦ2 およびＡｌＦ3 からなる群の少なくとも一種から
なるフッ化物ガラスからなることができる。
およびＨｆＦ4 の少なくとも一種のフッ化物と、ＢａＦ
2 ，ＬａＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＹＦ3 ，ＬｉＦ，ＮａＦ，Ｐ
ｂＦ2 およびＡｌＦ3 からなる群の少なくとも一種から
なるフッ化物ガラスからなることができる。
【００２０】また、第１のクラッドの屈折率を第２のク
ラッドの屈折率と一致させるか、または第１のクラッド
の屈折率を第２のクラッドの屈折率より大きくし、かつ
コアの屈折率よりも小さくするように第１のクラッドの
屈折率の調整を行ってもよい。
ラッドの屈折率と一致させるか、または第１のクラッド
の屈折率を第２のクラッドの屈折率より大きくし、かつ
コアの屈折率よりも小さくするように第１のクラッドの
屈折率の調整を行ってもよい。
【００２１】ここで、第１のクラッドの屈折率の調整
を、第１のクラッドの母相におけるＰｂＦ2 の一部をＮ
ａＦに置き換えることにより行うことができる。
を、第１のクラッドの母相におけるＰｂＦ2 の一部をＮ
ａＦに置き換えることにより行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明者らはＩｎＦ3 ，ＧａＦ
3 ，ＺｎＦ2 ，ＢａＦ2 ，ＳｒＦ2 ，ＰｂＦ2，ＬａＦ3
，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 ，ＬｉＦ，ＮａＦから
なるフッ化物ガラスについて、ガラス組成範囲を鋭意検
討した結果、ガラス転移温度がＺｒＦ4系フッ化物ガラ
スに近い値（およそ２６０℃）を持つ、結晶化に対する
熱安定性に極めて優れた請求項１に記載のガラス組成の
範囲を見出した。
3 ，ＺｎＦ2 ，ＢａＦ2 ，ＳｒＦ2 ，ＰｂＦ2，ＬａＦ3
，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 ，ＬｉＦ，ＮａＦから
なるフッ化物ガラスについて、ガラス組成範囲を鋭意検
討した結果、ガラス転移温度がＺｒＦ4系フッ化物ガラ
スに近い値（およそ２６０℃）を持つ、結晶化に対する
熱安定性に極めて優れた請求項１に記載のガラス組成の
範囲を見出した。
【００２３】本発明のフッ化物ガラスにおいてＩｎＦ
3 ，ＧａＦ3 ，ＺｎＦ2 はガラスの骨格をなす必須成分
である。この時ＩｎＦ3 は１０〜３０モル％、ＧａＦ3
は７〜３０モル％含有することが望ましく、さらにはＩ
ｎＦ3 を２０〜３０モル％、ＧａＦ3 を７〜２０モル％
含有することが望ましい。本発明のフッ化物ガラスの組
成では、ＩｎＦ3 が３０モル％以上で、かつ、ＧａＦ3
が７モル％以下の領域においては、結晶化に対して熱安
定性のあるガラスは得られるものの、ガラス転移温度が
３００℃近くまで上昇し、ＺｒＦ4 系に近接したガラス
転移温度を実現することは不可能である。また、ＩｎＦ
3 が１０モル％以下で、かつＧａＦ3 が３０モル％以上
の領域においてはガラスの結晶化に対する熱安定性が劣
化するためガラス中に結晶が析出しやすくなる。
3 ，ＧａＦ3 ，ＺｎＦ2 はガラスの骨格をなす必須成分
である。この時ＩｎＦ3 は１０〜３０モル％、ＧａＦ3
は７〜３０モル％含有することが望ましく、さらにはＩ
ｎＦ3 を２０〜３０モル％、ＧａＦ3 を７〜２０モル％
含有することが望ましい。本発明のフッ化物ガラスの組
成では、ＩｎＦ3 が３０モル％以上で、かつ、ＧａＦ3
が７モル％以下の領域においては、結晶化に対して熱安
定性のあるガラスは得られるものの、ガラス転移温度が
３００℃近くまで上昇し、ＺｒＦ4 系に近接したガラス
転移温度を実現することは不可能である。また、ＩｎＦ
3 が１０モル％以下で、かつＧａＦ3 が３０モル％以上
の領域においてはガラスの結晶化に対する熱安定性が劣
化するためガラス中に結晶が析出しやすくなる。
【００２４】この時、ＺｎＦ2 は１０〜１９モル％含有
することが望ましい。本発明のフッ化物ガラスの組成で
は、ＺｎＦ2 が１９モル％より多く含有された場合にお
いてはガラス中にＺｎＦ2 の単結晶が析出し易くなり、
１０モル％より少ない場合においてはガラス中にＩｎＦ
3 ，ＧａＦ3 からなる結晶が析出しやすくなる。
することが望ましい。本発明のフッ化物ガラスの組成で
は、ＺｎＦ2 が１９モル％より多く含有された場合にお
いてはガラス中にＺｎＦ2 の単結晶が析出し易くなり、
１０モル％より少ない場合においてはガラス中にＩｎＦ
3 ，ＧａＦ3 からなる結晶が析出しやすくなる。
【００２５】また、ＢａＦ2 ，ＳｒＦ2 はガラス骨格を
修飾するための必須成分である。この時ＢａＦ2 は４〜
３０モル％、ＳｒＦ2 は０〜２４モル％含有することが
望ましく、さらにはＢａＦ2 は１０〜２４モル％、Ｓｒ
Ｆ2 は０〜１４モル％において熱安定性に特に優れたガ
ラスを得ることが可能となる。
修飾するための必須成分である。この時ＢａＦ2 は４〜
３０モル％、ＳｒＦ2 は０〜２４モル％含有することが
望ましく、さらにはＢａＦ2 は１０〜２４モル％、Ｓｒ
Ｆ2 は０〜１４モル％において熱安定性に特に優れたガ
ラスを得ることが可能となる。
【００２６】図１は、２８ＩｎＦ3 −９ＧａＦ3 −１７
ＺｎＦ2 −１２ＰｂＦ2 −ｘＢａＦ2 −（２４−ｘ）Ｓ
ｒＦ2 −５ＹＦ3 −５ＬｉＦ（モル％）の本フッ化物ガ
ラスにおけるガラス転移温度（Ｔｇ）および（結晶化開
始温度（Ｔｘ）−ガラス転移温度（Ｔｇ））のＢａＦ2
の含有率ｘモル％に対するそれぞれの依存性を示したも
のである。一般に、結晶化開始温度（Ｔｘ）−ガラス転
移温度（Ｔｇ）はガラスの熱安定性を示す指標として用
いられる。また、図１は左縦軸にガラス転移温度を、右
縦軸に（Ｔｘ−Ｔｇ）を示してあり、Ｔｇの値（●印）
については左縦軸から、Ｔｘ−Ｔｇの値（黒塗りの□
印）については右縦軸から読み取る。図１を参照する
と、ガラス転移温度（Ｔｇ）はＢａＦ2 の含有量を０〜
２４モル％まで変化させた全域において２６０℃に近い
値を持っていることがわかる。一方、Ｔｘ−Ｔｇは上に
凸の形のＢａＦ2 依存性を示しており、０≦ＢａＦ2 ≦
２４モル％の領域で９０℃以上の高い値を持っており、
特に１０≦ＢａＦ2 ≦２４モル％の領域、すなわち０≦
ＳｒＦ2 ≦１４モル％の領域において１００℃以上の高
い値を持っており、熱安定性に優れていることがわか
る。
ＺｎＦ2 −１２ＰｂＦ2 −ｘＢａＦ2 −（２４−ｘ）Ｓ
ｒＦ2 −５ＹＦ3 −５ＬｉＦ（モル％）の本フッ化物ガ
ラスにおけるガラス転移温度（Ｔｇ）および（結晶化開
始温度（Ｔｘ）−ガラス転移温度（Ｔｇ））のＢａＦ2
の含有率ｘモル％に対するそれぞれの依存性を示したも
のである。一般に、結晶化開始温度（Ｔｘ）−ガラス転
移温度（Ｔｇ）はガラスの熱安定性を示す指標として用
いられる。また、図１は左縦軸にガラス転移温度を、右
縦軸に（Ｔｘ−Ｔｇ）を示してあり、Ｔｇの値（●印）
については左縦軸から、Ｔｘ−Ｔｇの値（黒塗りの□
印）については右縦軸から読み取る。図１を参照する
と、ガラス転移温度（Ｔｇ）はＢａＦ2 の含有量を０〜
２４モル％まで変化させた全域において２６０℃に近い
値を持っていることがわかる。一方、Ｔｘ−Ｔｇは上に
凸の形のＢａＦ2 依存性を示しており、０≦ＢａＦ2 ≦
２４モル％の領域で９０℃以上の高い値を持っており、
特に１０≦ＢａＦ2 ≦２４モル％の領域、すなわち０≦
ＳｒＦ2 ≦１４モル％の領域において１００℃以上の高
い値を持っており、熱安定性に優れていることがわか
る。
【００２７】本フッ化物ガラスにおいてＬｉＦ，ＮａＦ
はガラスの骨格を修飾するための必須成分である。これ
らの成分を含有することによってガラス融液の溶融温度
が下がり均一なガラス融液が低温においても得られるよ
うになる。従って、これらを含有させることによってガ
ラス形成能を増加させることが可能になる。
はガラスの骨格を修飾するための必須成分である。これ
らの成分を含有することによってガラス融液の溶融温度
が下がり均一なガラス融液が低温においても得られるよ
うになる。従って、これらを含有させることによってガ
ラス形成能を増加させることが可能になる。
【００２８】この時、ＮａＦは０〜３０モル％含有する
ことが望ましい。３０モル％以上含有させると、結晶化
を起こす傾向が顕著となって安定なガラスが得られな
い。また、ＬｉＦはガラスの熱安定性を図るのに特に重
要な成分であり、１．５〜３０モル％の範囲で含有させ
ることが望ましく、特に、５〜１０モル％の範囲で含有
させると結晶化に対する熱安定性を向上させる著しい効
果を示す。しかしながら、３０モル％以上においては結
晶化を起こす傾向が顕著となって安定なガラスが得られ
ない。
ことが望ましい。３０モル％以上含有させると、結晶化
を起こす傾向が顕著となって安定なガラスが得られな
い。また、ＬｉＦはガラスの熱安定性を図るのに特に重
要な成分であり、１．５〜３０モル％の範囲で含有させ
ることが望ましく、特に、５〜１０モル％の範囲で含有
させると結晶化に対する熱安定性を向上させる著しい効
果を示す。しかしながら、３０モル％以上においては結
晶化を起こす傾向が顕著となって安定なガラスが得られ
ない。
【００２９】また本発明のフッ化物ガラスにおいてＬａ
Ｆ3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3はガラスの熱安定性
を増加させるための必須の成分である。この場合にはこ
れらのうち少なくとも１種を１．５〜１５モル％含有す
ることが望ましく、さらに好ましくは１．５〜１０モル
％である。１．５モル％以下の含有量においては熱安定
性の増加を確認することはできず、また１５モル％以上
の含有量においては結晶化の傾向が顕著となって安定な
ガラスが得られなくなる。
Ｆ3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3はガラスの熱安定性
を増加させるための必須の成分である。この場合にはこ
れらのうち少なくとも１種を１．５〜１５モル％含有す
ることが望ましく、さらに好ましくは１．５〜１０モル
％である。１．５モル％以下の含有量においては熱安定
性の増加を確認することはできず、また１５モル％以上
の含有量においては結晶化の傾向が顕著となって安定な
ガラスが得られなくなる。
【００３０】また、本発明のフッ化物ガラスにおいてＰ
ｂＦ2 は屈折率を制御するための必須の成分であり、０
〜３０モル％の範囲で含有することが好ましい。ただ
し、ＰｂＦ2 は０〜２０モル％の範囲においてその一部
とガラスの熱安定性を損なうことなくＮａＦに置き換え
て含有させることが可能であり、本フッ化物ガラスの屈
折率を制御することが可能である。
ｂＦ2 は屈折率を制御するための必須の成分であり、０
〜３０モル％の範囲で含有することが好ましい。ただ
し、ＰｂＦ2 は０〜２０モル％の範囲においてその一部
とガラスの熱安定性を損なうことなくＮａＦに置き換え
て含有させることが可能であり、本フッ化物ガラスの屈
折率を制御することが可能である。
【００３１】図２は、２５ＩｎＦ3 −１０ＧａＦ3 −１
４ＺｎＦ2 −ｘＰｂＦ2 −１８ＢａＦ2 −８ＳｒＦ2 −
２．５ＹＦ3 −２．５ＬａＦ3 −（２０−ｘ）（ＬｉＦ
＋ＮａＦ）（モル％）の本フッ化物ガラスにおけるガラ
ス転移温度（Ｔｇ）、（Ｔｘ−Ｔｇ）および屈折率ｎD
のＰｂＦ2 の濃度ｘモル％に対する依存性を示したもの
である。図２は左縦軸に温度を、右縦軸に屈折率を示し
てあり、Ｔｇの値（●印）およびＴｘ−Ｔｇの値（黒塗
りの□印）については左縦軸から、屈折率の値（○印）
については右縦軸から読み取る。
４ＺｎＦ2 −ｘＰｂＦ2 −１８ＢａＦ2 −８ＳｒＦ2 −
２．５ＹＦ3 −２．５ＬａＦ3 −（２０−ｘ）（ＬｉＦ
＋ＮａＦ）（モル％）の本フッ化物ガラスにおけるガラ
ス転移温度（Ｔｇ）、（Ｔｘ−Ｔｇ）および屈折率ｎD
のＰｂＦ2 の濃度ｘモル％に対する依存性を示したもの
である。図２は左縦軸に温度を、右縦軸に屈折率を示し
てあり、Ｔｇの値（●印）およびＴｘ−Ｔｇの値（黒塗
りの□印）については左縦軸から、屈折率の値（○印）
については右縦軸から読み取る。
【００３２】図２を参照することにより、ガラス転移温
度はＰｂＦ2 を０〜２０モル％まで変化させた全域にお
いて２６０℃に近い値をもっていること、および、Ｔｘ
−Ｔｇの値は９０℃以上であり、高い熱安定性を示して
いることがわかる。一方、屈折率はＰｂＦ2 の量を増加
させるに従って１．４６から１．５４まで直線的に増加
していることがわかる。従って、本フッ化物ガラスにお
いてはＰｂＦ2 の適当量をＮａＦに一部置換することに
よりガラス転移温度を２６０℃に近い値に維持したま
ま、および高い熱安定性を維持したまま、かつ屈折率を
制御することができる。
度はＰｂＦ2 を０〜２０モル％まで変化させた全域にお
いて２６０℃に近い値をもっていること、および、Ｔｘ
−Ｔｇの値は９０℃以上であり、高い熱安定性を示して
いることがわかる。一方、屈折率はＰｂＦ2 の量を増加
させるに従って１．４６から１．５４まで直線的に増加
していることがわかる。従って、本フッ化物ガラスにお
いてはＰｂＦ2 の適当量をＮａＦに一部置換することに
よりガラス転移温度を２６０℃に近い値に維持したま
ま、および高い熱安定性を維持したまま、かつ屈折率を
制御することができる。
【００３３】また、本フッ化物ガラスおよび本発明のフ
ッ化物光ファイバは、追加成分を０〜１５モル％含有す
る。追加成分としてはモル％で表してＢｅＦ2 を０〜１
０、ＭｇＦ2 を０〜１０、ＣａＦ2 を０〜１０、ＣｄＦ
2 を０〜４、ＴｌＦ4 を０〜５、ＭｎＦ2 を０〜５、Ｓ
ｍＦ3 を０〜５、ＳｃＦ3 を０〜５、ＨｆＦ4 を０〜
５、ＺｒＦ4 を０〜５、ＫＦを０〜１０、ＲｂＦを０〜
１０、ＣｓＦを０〜１０、ＢｉＦ3 を０〜１５、ＡｌＦ
3 を０〜１５からなる群の少なくとも一種を含有させる
ことができる。
ッ化物光ファイバは、追加成分を０〜１５モル％含有す
る。追加成分としてはモル％で表してＢｅＦ2 を０〜１
０、ＭｇＦ2 を０〜１０、ＣａＦ2 を０〜１０、ＣｄＦ
2 を０〜４、ＴｌＦ4 を０〜５、ＭｎＦ2 を０〜５、Ｓ
ｍＦ3 を０〜５、ＳｃＦ3 を０〜５、ＨｆＦ4 を０〜
５、ＺｒＦ4 を０〜５、ＫＦを０〜１０、ＲｂＦを０〜
１０、ＣｓＦを０〜１０、ＢｉＦ3 を０〜１５、ＡｌＦ
3 を０〜１５からなる群の少なくとも一種を含有させる
ことができる。
【００３４】この時ＣｄＦ2 は０〜４モル％の範囲にお
いて前述した必須の成分であるＺｎＦ2 あるいはＰｂＦ
2 の一部と置き換わることができる。図３は、２８Ｉｎ
Ｆ3−９ＧａＦ3 −（１５−ｘ）ＺｎＦ2 −ｘＣｄＦ2
−１２ＰｂＦ2 −１８ＢａＦ2 −８ＳｒＦ2 −５ＹＦ3
−５ＬｉＦ（モル％）のＣｄＦ2 の含有量ｘに対するＴ
ｘ−Ｔｇの値の依存性を示したものである。図３を参照
することにより、ＣｄＦ2 は４モル％の含有量まで熱安
定性を損なうことなくガラス中に含有できることがわか
る。しかしながら、４モル％を越えて含有した場合にお
いてはＴｘ−Ｔｇの値は急激に減少し、５モル％以上で
はガラスの熱安定性が著しく損なわれて不適である。こ
れと同様にＢｅＦ2 ，ＭｇＦ2 ，ＣａＦ2 ，ＭｎＦ2 の
各元素については必須の成分であるＺｎＦ2 あるいはＰ
ｂＦ2 ，ＢａＦ2 ，ＳｒＦ2 などの一部に置き換えて含
有させることが可能であり、またＴｌＦ4 ，ＳｍＦ3 ，
ＳｃＦ3 ，ＨｆＦ4 ，ＺｒＦ4 の各元素は必須の成分で
あるＩｎＦ3 ，ＧａＦ3 ，ＹＦ3 ，ＬａＦ3 などの一部
に置き換えて含有させることが可能であるが、いずれの
場合においても前述した範囲を越えて含有した場合にお
いてはガラスの熱安定性を著しく劣化させて不適であ
る。
いて前述した必須の成分であるＺｎＦ2 あるいはＰｂＦ
2 の一部と置き換わることができる。図３は、２８Ｉｎ
Ｆ3−９ＧａＦ3 −（１５−ｘ）ＺｎＦ2 −ｘＣｄＦ2
−１２ＰｂＦ2 −１８ＢａＦ2 −８ＳｒＦ2 −５ＹＦ3
−５ＬｉＦ（モル％）のＣｄＦ2 の含有量ｘに対するＴ
ｘ−Ｔｇの値の依存性を示したものである。図３を参照
することにより、ＣｄＦ2 は４モル％の含有量まで熱安
定性を損なうことなくガラス中に含有できることがわか
る。しかしながら、４モル％を越えて含有した場合にお
いてはＴｘ−Ｔｇの値は急激に減少し、５モル％以上で
はガラスの熱安定性が著しく損なわれて不適である。こ
れと同様にＢｅＦ2 ，ＭｇＦ2 ，ＣａＦ2 ，ＭｎＦ2 の
各元素については必須の成分であるＺｎＦ2 あるいはＰ
ｂＦ2 ，ＢａＦ2 ，ＳｒＦ2 などの一部に置き換えて含
有させることが可能であり、またＴｌＦ4 ，ＳｍＦ3 ，
ＳｃＦ3 ，ＨｆＦ4 ，ＺｒＦ4 の各元素は必須の成分で
あるＩｎＦ3 ，ＧａＦ3 ，ＹＦ3 ，ＬａＦ3 などの一部
に置き換えて含有させることが可能であるが、いずれの
場合においても前述した範囲を越えて含有した場合にお
いてはガラスの熱安定性を著しく劣化させて不適であ
る。
【００３５】本発明のフッ化物光ファイバでは高Δｎ
（Δｎ≧１．０％）の構造を持つことによって高効率の
光増幅を達成する。これはプラセオジムの波長１．３μ
ｍでの発光の量子効率がフォノンエネルギーの小さいガ
ラスを用いることおよび光ファイバの構造を高Δｎの構
造として光ファイバ内でコアへの光の閉じ込めをよくす
ることによって改善されるからである。
（Δｎ≧１．０％）の構造を持つことによって高効率の
光増幅を達成する。これはプラセオジムの波長１．３μ
ｍでの発光の量子効率がフォノンエネルギーの小さいガ
ラスを用いることおよび光ファイバの構造を高Δｎの構
造として光ファイバ内でコアへの光の閉じ込めをよくす
ることによって改善されるからである。
【００３６】しかるに、前述した特願昭６０−１５５５
４９号に記載のＰｂＦ2 系フッ化物ガラスをコアとして
用いて高Δｎの光ファイバを作製する場合において、従
来から知られているＺｒＦ4 系のフッ化物ガラスをクラ
ッドとして用いると、コア、クラッドの界面にＰｂＦ
2 ，ＺｒＦ4 を主成分とする結晶が成長し、良好な光フ
ァイバを得ることが難しかった。
４９号に記載のＰｂＦ2 系フッ化物ガラスをコアとして
用いて高Δｎの光ファイバを作製する場合において、従
来から知られているＺｒＦ4 系のフッ化物ガラスをクラ
ッドとして用いると、コア、クラッドの界面にＰｂＦ
2 ，ＺｒＦ4 を主成分とする結晶が成長し、良好な光フ
ァイバを得ることが難しかった。
【００３７】しかしながら、本発明のフッ化物光ファイ
バにおいてはクラッドとして請求項１に記載のフッ化物
ガラスを用いれば、ＰｂＦ2 系フッ化物ガラスをコアガ
ラスとして用いて光ファイバを作製しても、コア、クラ
ッドの界面に結晶が析出せず、良好な光ファイバを得る
ことができた。これは、前述したようにＰｂＦ2 系フッ
化物ガラスの組成中にもＩｎＦ3 を含有しているため、
ＰｂＦ2 ，ＩｎＦ3 を主成分とする結晶の成長速度が遅
いためである。
バにおいてはクラッドとして請求項１に記載のフッ化物
ガラスを用いれば、ＰｂＦ2 系フッ化物ガラスをコアガ
ラスとして用いて光ファイバを作製しても、コア、クラ
ッドの界面に結晶が析出せず、良好な光ファイバを得る
ことができた。これは、前述したようにＰｂＦ2 系フッ
化物ガラスの組成中にもＩｎＦ3 を含有しているため、
ＰｂＦ2 ，ＩｎＦ3 を主成分とする結晶の成長速度が遅
いためである。
【００３８】ここで、本発明の光ファイバにおいて請求
項１に記載のフッ化物ガラスをコアガラスとして用いた
光ファイバを製造することは、もちろん可能であること
を明記しておく。
項１に記載のフッ化物ガラスをコアガラスとして用いた
光ファイバを製造することは、もちろん可能であること
を明記しておく。
【００３９】従来において、単一モードのフッ化物光フ
ァイバは以下のように製造されていた。すなわち、コア
とクラッドの構造を有するフッ化物光ファイバ母材をサ
クションキャスティング法によって製造した後、第１の
ジャケット管に得られたフッ化物光ファイバ母材を挿入
し、加熱延伸して第２のファイバ母材を製造し、得られ
た第２のファイバ母材を再度、第２のジャケット管に挿
入して、線引きすることによって単一モードの光ファイ
バを作製していた。
ァイバは以下のように製造されていた。すなわち、コア
とクラッドの構造を有するフッ化物光ファイバ母材をサ
クションキャスティング法によって製造した後、第１の
ジャケット管に得られたフッ化物光ファイバ母材を挿入
し、加熱延伸して第２のファイバ母材を製造し、得られ
た第２のファイバ母材を再度、第２のジャケット管に挿
入して、線引きすることによって単一モードの光ファイ
バを作製していた。
【００４０】ここで、一般に、良好に光を閉じ込めるこ
とができるコアを有する単一モードの光ファイバをサク
ションキャスティング法によって製造するためにはコア
とクラッドの外径の比を５以上とすることが必要である
といわれている。しかるに、前述の単一モード光ファイ
バの製造方法において、サクションキャスティング法に
よるファイバ母材の製作工程のみで、コアとクラッドの
外径の比が５以上のファイバ母材を作製することは不可
能である。
とができるコアを有する単一モードの光ファイバをサク
ションキャスティング法によって製造するためにはコア
とクラッドの外径の比を５以上とすることが必要である
といわれている。しかるに、前述の単一モード光ファイ
バの製造方法において、サクションキャスティング法に
よるファイバ母材の製作工程のみで、コアとクラッドの
外径の比が５以上のファイバ母材を作製することは不可
能である。
【００４１】従って、コアとクラッドの外径の比が５以
上である単一モードの光ファイバを作製するためには、
第１のジャケット管、すなわち第２のクラッドはクラッ
ド（第１のクラッド）と同一の屈折率を持つことが望ま
しく、第２のクラッドがクラッドよりも高い屈折率を持
つ場合にはコアを伝搬する光がクラッドに濡れて減衰し
てしまうため、高効率な光増幅を達成することができな
い。
上である単一モードの光ファイバを作製するためには、
第１のジャケット管、すなわち第２のクラッドはクラッ
ド（第１のクラッド）と同一の屈折率を持つことが望ま
しく、第２のクラッドがクラッドよりも高い屈折率を持
つ場合にはコアを伝搬する光がクラッドに濡れて減衰し
てしまうため、高効率な光増幅を達成することができな
い。
【００４２】しかるに本発明の光ファイバにおいては、
本発明のフッ化物ガラスをクラッドのガラスとして用い
ることによって、クラッドおよび第２のクラッドの屈折
率が一致し、コアとクラッドの外径の比が５以上であ
り、コアへの光の閉じ込めの良い単一モードの光ファイ
バの製造が可能となる。
本発明のフッ化物ガラスをクラッドのガラスとして用い
ることによって、クラッドおよび第２のクラッドの屈折
率が一致し、コアとクラッドの外径の比が５以上であ
り、コアへの光の閉じ込めの良い単一モードの光ファイ
バの製造が可能となる。
【００４３】なお、サクションキャスティング法を用い
ない場合にはコアとクラッドの外径比を５以上とする限
定はなく、クラッドのモードを抑圧できるような外径比
であればよい。
ない場合にはコアとクラッドの外径比を５以上とする限
定はなく、クラッドのモードを抑圧できるような外径比
であればよい。
【００４４】フッ化物光ファイバの断面構造から明らか
なように、単一モードのフッ化物光ファイバは、コアお
よびクラッドの面積が、光ファイバ全断面積の多くとも
１／１６以下であり、断面の大部分は第１のジャケット
管および第２のジャケット管より構成されている。従っ
て、光ファイバの重量の大部分はジャケット管である。
従って、ジャケット管の価格が単一モードの光ファイバ
の価格を支配するといえる。
なように、単一モードのフッ化物光ファイバは、コアお
よびクラッドの面積が、光ファイバ全断面積の多くとも
１／１６以下であり、断面の大部分は第１のジャケット
管および第２のジャケット管より構成されている。従っ
て、光ファイバの重量の大部分はジャケット管である。
従って、ジャケット管の価格が単一モードの光ファイバ
の価格を支配するといえる。
【００４５】しかるに、ＩｎＦ3 ，ＧａＦ3 などのフッ
化物原料はＺｒＦ4 に比べて高価であり、ジャケット管
としてＩｎＦ3 系のフッ化物ガラスを用いた場合におい
ては光ファイバの単価も高価とならざるを得ない。
化物原料はＺｒＦ4 に比べて高価であり、ジャケット管
としてＩｎＦ3 系のフッ化物ガラスを用いた場合におい
ては光ファイバの単価も高価とならざるを得ない。
【００４６】本発明のフッ化物光ファイバにおいては、
第２のクラッドとなる第１のジャケット管をＺｒＦ4 系
のフッ化物ガラスとすることによって、製造される単一
モードの光ファイバの価格を下げることが可能となる。
第２のクラッドとなる第１のジャケット管をＺｒＦ4 系
のフッ化物ガラスとすることによって、製造される単一
モードの光ファイバの価格を下げることが可能となる。
【００４７】前述したような第２のクラッドとしてＺｒ
Ｆ4 系フッ化物ガラスからなるジャケット管を用いる場
合、コアに光を閉じ込めた良好な光ファイバを得るため
にはクラッドと第２のクラッドの屈折率を一致させるこ
とが必要となる。本発明のフッ化物ファイバにおいては
クラッドガラスの組成物であるＰｂＦ2 の含有量を一部
ＮａＦに置換することによって、クラッドガラスのガラ
ス転移温度を変化させることなく屈折率を１．４６〜
１．５４の範囲で変化させることが可能であり、さらに
は該クラッドガラスのガラス転移温度はＺｒＦ4 系のガ
ラス転移温度に近接していることから、ＺｒＦ4 系のフ
ッ化物ガラスを第２のクラッドとして用いた場合におい
ても、延伸、線引きなどのファイバ作製工程を問題なく
行うことが可能である。また、クラッドガラスの屈折率
をジャケット管の屈折率に一致、あるいは、大きくかつ
コアよりも小さく制御することによって、コアに光の閉
じこもった良好な単一モードの光ファイバを作製するこ
とが可能となる。
Ｆ4 系フッ化物ガラスからなるジャケット管を用いる場
合、コアに光を閉じ込めた良好な光ファイバを得るため
にはクラッドと第２のクラッドの屈折率を一致させるこ
とが必要となる。本発明のフッ化物ファイバにおいては
クラッドガラスの組成物であるＰｂＦ2 の含有量を一部
ＮａＦに置換することによって、クラッドガラスのガラ
ス転移温度を変化させることなく屈折率を１．４６〜
１．５４の範囲で変化させることが可能であり、さらに
は該クラッドガラスのガラス転移温度はＺｒＦ4 系のガ
ラス転移温度に近接していることから、ＺｒＦ4 系のフ
ッ化物ガラスを第２のクラッドとして用いた場合におい
ても、延伸、線引きなどのファイバ作製工程を問題なく
行うことが可能である。また、クラッドガラスの屈折率
をジャケット管の屈折率に一致、あるいは、大きくかつ
コアよりも小さく制御することによって、コアに光の閉
じこもった良好な単一モードの光ファイバを作製するこ
とが可能となる。
【００４８】比屈折率差（Δｎ）が４％以上の光ファイ
バを作製する場合においてはコアガラスとして本発明の
フッ化物ガラスよりも屈折率の高いフッ化物ガラスを用
いる必要がある。比屈折率差（Δｎ）は以下の式によっ
て定義される。
バを作製する場合においてはコアガラスとして本発明の
フッ化物ガラスよりも屈折率の高いフッ化物ガラスを用
いる必要がある。比屈折率差（Δｎ）は以下の式によっ
て定義される。
【００４９】
【数１】
【００５０】ここで、一般にＰｂＦ2 を多く含有するフ
ッ化物ガラスは屈折率が高いことが知られている。しか
るに本発明者らは鋭意検討した結果、ＰｂＦ2 を３０〜
４６モル％含有するような、１．６に近い高い屈折率を
持つフッ化物ガラス組成を見出した。
ッ化物ガラスは屈折率が高いことが知られている。しか
るに本発明者らは鋭意検討した結果、ＰｂＦ2 を３０〜
４６モル％含有するような、１．６に近い高い屈折率を
持つフッ化物ガラス組成を見出した。
【００５１】本発明においては、コアの母相がＩｎＦ3
を５〜２５モル％、ＧａＦ3 を１３〜４０モル％、Ｚｎ
Ｆ2 を４〜２５モル％、ＰｂＦ2 を３０〜４６モル％、
ＣｄＦ2 を０〜２０モル％、ＬａＦ3 あるいはＹＦ3 ，
ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 から選ばれた少なくとも一種を１．
５〜１２モル％、および追加成分を０〜１５モル％と
し、かつその合計が１００モル％よりなるフッ化物ガラ
スであることが好ましい。
を５〜２５モル％、ＧａＦ3 を１３〜４０モル％、Ｚｎ
Ｆ2 を４〜２５モル％、ＰｂＦ2 を３０〜４６モル％、
ＣｄＦ2 を０〜２０モル％、ＬａＦ3 あるいはＹＦ3 ，
ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 から選ばれた少なくとも一種を１．
５〜１２モル％、および追加成分を０〜１５モル％と
し、かつその合計が１００モル％よりなるフッ化物ガラ
スであることが好ましい。
【００５２】ここで、コア用フッ化物ガラスにおいて、
ＩｎＦ3 およびＧａＦ3 はガラスの骨格をなす必須成分
である。この時ＩｎＦ3 は５〜２５モル％含有すること
が望ましく、５モル％以下においては透明なガラスを得
ることは不可能である。また、上記コア用のフッ化物ガ
ラス組成では、ＩｎＦ3 を２５モル％以上含有させると
結晶化の傾向が顕著となり良好なガラスを得ることがで
きない。またＧａＦ３は１３〜４０モル％含有すること
が望ましい。上記コア用のフッ化物ガラス組成では、Ｇ
ａＦ３ の含有量が１３モル％以下においては結晶化に
よって透明なガラスを得ることが難しく、また４０モル
％以上においてはガラス融液が黄濁し透明なガラスは得
られない。さらに上記コア用のフッ化物ガラスにおいて
ＰｂＦ2 ，ＺｎＦ2 はガラス骨格を修飾するための必須
成分である。これらのイオンが含有されることによって
ガラス融液の溶融温度が低下し、均一な融液が低温でも
得られるようになりガラス形成能が増加する。上記コア
用フッ化ガラスの組成では、ＰｂＦ2 は３０〜４６モル
％含有することが望ましく３０モル％以下においては結
晶化によって透明なガラスを得ることが難しく、また、
４６モル％以上においてはガラス融液が揮発しやすくな
り安定なガラスが得られない。また、ＺｎＦ2は４〜２
５モル％含有することが望ましく、４モル％以下におい
ては結晶化によって透明なガラスは得られず、２５モル
％以上においても結晶化の傾向が顕著となり透明なガラ
スは得られない。また、ＣｄＦ2 は０〜２０モル％の範
囲でＰｂＦ2 あるいはＺｎＦ2 に置き換わって含有され
ることが可能である。好ましくは０〜７モル％の範囲で
含有されることによってガラス形成能を増加させ安定な
ガラスを得るのに有効である。さらに、ＬａＦ3 あるい
はＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 は本発明のフッ化物ガラ
スにおいて結晶化に対する熱安定性を改善するための必
須成分である。上記コア用フッ化ガラスの組成では、こ
れらのうち少なくとも一種を１．５〜１２モル％含有す
ることによって再加熱に対する熱安定性を向上させるこ
とが可能である。
ＩｎＦ3 およびＧａＦ3 はガラスの骨格をなす必須成分
である。この時ＩｎＦ3 は５〜２５モル％含有すること
が望ましく、５モル％以下においては透明なガラスを得
ることは不可能である。また、上記コア用のフッ化物ガ
ラス組成では、ＩｎＦ3 を２５モル％以上含有させると
結晶化の傾向が顕著となり良好なガラスを得ることがで
きない。またＧａＦ３は１３〜４０モル％含有すること
が望ましい。上記コア用のフッ化物ガラス組成では、Ｇ
ａＦ３ の含有量が１３モル％以下においては結晶化に
よって透明なガラスを得ることが難しく、また４０モル
％以上においてはガラス融液が黄濁し透明なガラスは得
られない。さらに上記コア用のフッ化物ガラスにおいて
ＰｂＦ2 ，ＺｎＦ2 はガラス骨格を修飾するための必須
成分である。これらのイオンが含有されることによって
ガラス融液の溶融温度が低下し、均一な融液が低温でも
得られるようになりガラス形成能が増加する。上記コア
用フッ化ガラスの組成では、ＰｂＦ2 は３０〜４６モル
％含有することが望ましく３０モル％以下においては結
晶化によって透明なガラスを得ることが難しく、また、
４６モル％以上においてはガラス融液が揮発しやすくな
り安定なガラスが得られない。また、ＺｎＦ2は４〜２
５モル％含有することが望ましく、４モル％以下におい
ては結晶化によって透明なガラスは得られず、２５モル
％以上においても結晶化の傾向が顕著となり透明なガラ
スは得られない。また、ＣｄＦ2 は０〜２０モル％の範
囲でＰｂＦ2 あるいはＺｎＦ2 に置き換わって含有され
ることが可能である。好ましくは０〜７モル％の範囲で
含有されることによってガラス形成能を増加させ安定な
ガラスを得るのに有効である。さらに、ＬａＦ3 あるい
はＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 は本発明のフッ化物ガラ
スにおいて結晶化に対する熱安定性を改善するための必
須成分である。上記コア用フッ化ガラスの組成では、こ
れらのうち少なくとも一種を１．５〜１２モル％含有す
ることによって再加熱に対する熱安定性を向上させるこ
とが可能である。
【００５３】このようなフッ化物ガラスをコアに用い、
また請求項１に記載の本発明のフッ化物ガラスをクラッ
ドとして用いることによって従来のＺｒＦ4 系フッ化物
光ファイバにおいては実現不可能であった、Δｎ＝４％
以上の光ファイバを製造することが可能となる。
また請求項１に記載の本発明のフッ化物ガラスをクラッ
ドとして用いることによって従来のＺｒＦ4 系フッ化物
光ファイバにおいては実現不可能であった、Δｎ＝４％
以上の光ファイバを製造することが可能となる。
【００５４】なお、従来のＺｒＦ4 系フッ化物ガラスを
用いて作製された光ファイバの比屈折率差Δｎと同程度
のΔｎ＝４．０％以下の単一モードの光ファイバを作製
する場合においては、請求項１記載のフッ化物ガラスを
コア、およびクラッドに用いることによってＺｒＦ4 系
と全く同様の光ファイバを作製することが可能である。
しかも、本フッ化物ガラスはＺｒＦ4 系フッ化物ガラス
よりも良好な赤外透過特性を有するため、光増幅用の希
土類イオンをそのコアに添加した場合においてはＺｒＦ
4 系よりも高効率の光増幅を達成することが可能であ
る。
用いて作製された光ファイバの比屈折率差Δｎと同程度
のΔｎ＝４．０％以下の単一モードの光ファイバを作製
する場合においては、請求項１記載のフッ化物ガラスを
コア、およびクラッドに用いることによってＺｒＦ4 系
と全く同様の光ファイバを作製することが可能である。
しかも、本フッ化物ガラスはＺｒＦ4 系フッ化物ガラス
よりも良好な赤外透過特性を有するため、光増幅用の希
土類イオンをそのコアに添加した場合においてはＺｒＦ
4 系よりも高効率の光増幅を達成することが可能であ
る。
【００５５】また、本発明のフッ化物光ファイバはコア
に遷移金属イオンあるいは希土類イオンを含有すること
によって光ファイバレーザ、あるいは光ファイバ増幅器
として利用することができる。この時ドープされる遷移
金属イオンとしてはＣｒ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃ
ｕを用いることができ、また、希土類イオンとしてはＣ
ｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈ
ｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂを用いることができる。これらの
ドープされる元素は重量％にして、０．００１〜１０ｗ
ｔ％の範囲で含有することができる。１０ｗｔ％を越え
る濃度で含有された場合においてはコアガラスの熱安定
性を劣化させ望ましくない。また、０．００１ｗｔ％以
下の濃度においては該光ファイバの散乱損などの内部損
失によって十分な発光効率が得られない。
に遷移金属イオンあるいは希土類イオンを含有すること
によって光ファイバレーザ、あるいは光ファイバ増幅器
として利用することができる。この時ドープされる遷移
金属イオンとしてはＣｒ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃ
ｕを用いることができ、また、希土類イオンとしてはＣ
ｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈ
ｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂを用いることができる。これらの
ドープされる元素は重量％にして、０．００１〜１０ｗ
ｔ％の範囲で含有することができる。１０ｗｔ％を越え
る濃度で含有された場合においてはコアガラスの熱安定
性を劣化させ望ましくない。また、０．００１ｗｔ％以
下の濃度においては該光ファイバの散乱損などの内部損
失によって十分な発光効率が得られない。
【００５６】
【実施例】以下、本発明を実施例を示して詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるも
のではない。
るが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるも
のではない。
【００５７】（実施例１）無水のＩｎＦ3 ，ＧａＦ3 ，
ＺｎＦ2 ，ＰｂＦ2 ，ＢａＦ2 ，ＳｒＦ2 ，ＹＦ3 ，Ｌ
ａＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 ，ＬｉＦ，ＮａＦを用意
し、表１に示した組成となるように秤量、混合した原料
に酸性フッ化アンモニウムを４ｇ加えてるつぼに入れ、
電気炉中にセットし、アルゴンガス気流中で９００℃で
１時間加熱溶融した。電気炉の温度を７００℃まで降温
し、るつぼを取り出してあらかじめ２００℃に加熱して
ある外径８ｍｍφの真鍮性の鋳型に流し込み、急冷固化
しガラス棒を得た。
ＺｎＦ2 ，ＰｂＦ2 ，ＢａＦ2 ，ＳｒＦ2 ，ＹＦ3 ，Ｌ
ａＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 ，ＬｉＦ，ＮａＦを用意
し、表１に示した組成となるように秤量、混合した原料
に酸性フッ化アンモニウムを４ｇ加えてるつぼに入れ、
電気炉中にセットし、アルゴンガス気流中で９００℃で
１時間加熱溶融した。電気炉の温度を７００℃まで降温
し、るつぼを取り出してあらかじめ２００℃に加熱して
ある外径８ｍｍφの真鍮性の鋳型に流し込み、急冷固化
しガラス棒を得た。
【００５８】得られたガラス棒の一部を粉砕し、示差熱
量分析計（ＤＳＣ）を用いてガラス転移温度（Ｔｇ）お
よび結晶化開始温度（Ｔｘ）を測定した。いずれのガラ
スにおいてもガラス転移温度（Ｔｇ）は２６０℃に近接
した値が得られることを確認した。また、ガラスの熱安
定性を図る指標として知られているＴｘ−Ｔｇの値はす
べて９０℃以上の値が得られ、得られたガラスは高い熱
安定性を有することを確認した。
量分析計（ＤＳＣ）を用いてガラス転移温度（Ｔｇ）お
よび結晶化開始温度（Ｔｘ）を測定した。いずれのガラ
スにおいてもガラス転移温度（Ｔｇ）は２６０℃に近接
した値が得られることを確認した。また、ガラスの熱安
定性を図る指標として知られているＴｘ−Ｔｇの値はす
べて９０℃以上の値が得られ、得られたガラスは高い熱
安定性を有することを確認した。
【００５９】また、該ガラス棒から１０ｍｍの長さの円
柱を切り出し両端面を研磨して光透過スペクトルの測定
を行なった。その結果を図４に実線で示す。これからも
明らかなように、１０μｍまで良好な透過特性が得られ
ることがわかった。また、これらのガラスのいくつかに
ついてラマン散乱スペクトルを測定したところ、いずれ
もそのピークが５００ｃｍ-1近傍に認められ小さいフォ
ノンエネルギーを持つことが確認された。
柱を切り出し両端面を研磨して光透過スペクトルの測定
を行なった。その結果を図４に実線で示す。これからも
明らかなように、１０μｍまで良好な透過特性が得られ
ることがわかった。また、これらのガラスのいくつかに
ついてラマン散乱スペクトルを測定したところ、いずれ
もそのピークが５００ｃｍ-1近傍に認められ小さいフォ
ノンエネルギーを持つことが確認された。
【００６０】
【表１】
【００６１】（比較例１）原料として無水のＺｒＦ4 ，
ＢａＦ2 ，ＬａＦ3 ，ＡｌＦ3 ，ＹＦ3 ，ＮａＦを用意
し、４６．５ＺｒＦ4 −２３．５ＢａＦ2 −２．５Ｌａ
Ｆ3 −２．５ＹＦ3 −４．５ＡｌＦ3 −２０ＮａＦ（モ
ル％）なる組成となるように秤量したバッチ２０ｇを混
合した後、酸性フッ化アンモニウム４ｇを加えてるつぼ
に入れ、電気炉内で９００℃、１時間加熱溶融した。そ
の後電気炉の温度を７００℃まで降温し、あらじかめ２
４０℃に予加熱しておいた真鍮性の鋳型に流し込み急冷
固化してガラス棒を得た。
ＢａＦ2 ，ＬａＦ3 ，ＡｌＦ3 ，ＹＦ3 ，ＮａＦを用意
し、４６．５ＺｒＦ4 −２３．５ＢａＦ2 −２．５Ｌａ
Ｆ3 −２．５ＹＦ3 −４．５ＡｌＦ3 −２０ＮａＦ（モ
ル％）なる組成となるように秤量したバッチ２０ｇを混
合した後、酸性フッ化アンモニウム４ｇを加えてるつぼ
に入れ、電気炉内で９００℃、１時間加熱溶融した。そ
の後電気炉の温度を７００℃まで降温し、あらじかめ２
４０℃に予加熱しておいた真鍮性の鋳型に流し込み急冷
固化してガラス棒を得た。
【００６２】得られたガラス棒から長さ１０ｍｍの円柱
を切り出し両端面を研磨して実施例１と同様に光透過ス
ペクトルの測定を行った。その結果を図４に点線で示
す。これからも明らかなように、波長が５μｍ付近から
吸収が増加し８μｍより長波長での光透過はわずかであ
ることがわかった。
を切り出し両端面を研磨して実施例１と同様に光透過ス
ペクトルの測定を行った。その結果を図４に点線で示
す。これからも明らかなように、波長が５μｍ付近から
吸収が増加し８μｍより長波長での光透過はわずかであ
ることがわかった。
【００６３】また実施例１と同様に試料片を取り出して
ラマン測定を行ったところ、フォノンエネルギーを表す
ピークが５５０ｃｍ-1近傍に現われ、実施例１のガラス
よりも大きなフォノンエネルギーを持つことが確認され
た。
ラマン測定を行ったところ、フォノンエネルギーを表す
ピークが５５０ｃｍ-1近傍に現われ、実施例１のガラス
よりも大きなフォノンエネルギーを持つことが確認され
た。
【００６４】（実施例２）コア用ガラス試料Ｎｏ．１の作製 本発明の光ファイバのコア用ガラスを以下のように作製
した。
した。
【００６５】原料として無水のＩｎＦ3 ，ＧａＦ3 ，Ｚ
ｎＦ2 ，ＰｂＦ2 ，ＹＦ3 ，ＬａＦ3 を用意し、１３Ｉ
ｎＦ3 −２９ＧＦ3 −１２ＺｎＦ2 −３８ＰｂＦ2 −４
ＹＦ3 −４ＬａＦ3 （モル％）からなるガラス組成とな
るように秤量、混合されたバッチ２０ｇに酸性フッ化ア
ンモニウム４ｇを加えて混合した後、るつぼに入れて電
気炉中にセットし、アルゴンガス気流中で９００℃で１
時間加熱溶融した。電気炉の温度７００℃まで降温し、
るつぼを取り出してあらかじめ２００℃に予加熱してあ
る外径８ｍｍφの真鍮性の鋳型に流し込み、急冷固化し
ガラス棒を得た。
ｎＦ2 ，ＰｂＦ2 ，ＹＦ3 ，ＬａＦ3 を用意し、１３Ｉ
ｎＦ3 −２９ＧＦ3 −１２ＺｎＦ2 −３８ＰｂＦ2 −４
ＹＦ3 −４ＬａＦ3 （モル％）からなるガラス組成とな
るように秤量、混合されたバッチ２０ｇに酸性フッ化ア
ンモニウム４ｇを加えて混合した後、るつぼに入れて電
気炉中にセットし、アルゴンガス気流中で９００℃で１
時間加熱溶融した。電気炉の温度７００℃まで降温し、
るつぼを取り出してあらかじめ２００℃に予加熱してあ
る外径８ｍｍφの真鍮性の鋳型に流し込み、急冷固化し
ガラス棒を得た。
【００６６】得られたガラスを示差熱量分析計（ＤＳ
Ｃ）を用いてガラス転移温度（Ｔｇ）と結晶化開始温度
（Ｔｘ）を測定したところ、Ｔｇ＝２５８℃、またＴｘ
＝３３６℃の値が得られた。この結果からＴｘ−Ｔｇの
値は７８℃であり、得られたガラスは熱安定性を有する
ことが確認された。
Ｃ）を用いてガラス転移温度（Ｔｇ）と結晶化開始温度
（Ｔｘ）を測定したところ、Ｔｇ＝２５８℃、またＴｘ
＝３３６℃の値が得られた。この結果からＴｘ−Ｔｇの
値は７８℃であり、得られたガラスは熱安定性を有する
ことが確認された。
【００６７】コア用ガラス試料Ｎｏ．２〜１４７の作製 コア用ガラス試料Ｎｏ．１の作製と同様にして、無水の
ＩｎＦ3 ，ＧａＦ3 ，ＺｎＦ2 ，ＣｄＦ2 ，ＰｂＦ2 ，
ＹＦ3 ，ＬａＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 原料を用意し、
表２〜表５に示した組成となるように秤量、混合した原
料に酸性フッ化アンモニウムを４ｇ加えてるつぼに入
れ、実施例１と同様に電気炉内で加熱溶融し、あらかじ
め予加熱してある鋳型に流し込んで急冷固化させてガラ
ス棒を得た。
ＩｎＦ3 ，ＧａＦ3 ，ＺｎＦ2 ，ＣｄＦ2 ，ＰｂＦ2 ，
ＹＦ3 ，ＬａＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 原料を用意し、
表２〜表５に示した組成となるように秤量、混合した原
料に酸性フッ化アンモニウムを４ｇ加えてるつぼに入
れ、実施例１と同様に電気炉内で加熱溶融し、あらかじ
め予加熱してある鋳型に流し込んで急冷固化させてガラ
ス棒を得た。
【００６８】得られたガラス棒から１０ｍｍの長さの円
柱を切り出し両端面を研磨して光透過スペクトルを測定
したところ、波長が１０μｍまで良好な透過特性が得ら
れた。また、これらのガラスのいくつかについてラマン
散乱スペクトルを測定したところ、いずれもそのピーク
が５００ｃｍ-1近傍に認められ小さいフォノンエネルギ
ーを持つことが確認された。
柱を切り出し両端面を研磨して光透過スペクトルを測定
したところ、波長が１０μｍまで良好な透過特性が得ら
れた。また、これらのガラスのいくつかについてラマン
散乱スペクトルを測定したところ、いずれもそのピーク
が５００ｃｍ-1近傍に認められ小さいフォノンエネルギ
ーを持つことが確認された。
【００６９】
【表２】
【００７０】
【表３】
【００７１】
【表４】
【００７２】
【表５】
【００７３】光ファイバの作製 コア用ガラス試料Ｎｏ．１をコアガラスとして用い、ま
た２８ＩｎＦ3 −９ＧａＦ3 −１７ＺｎＦ2 −１８Ｂａ
Ｆ2 −６ＳｒＦ2 −５ＹＦ3 −１０ＮａＦ−７ＬｉＦ
（モル％）からなる組成のフッ化物ガラスをクラッドガ
ラスとして用いてサクションキャスティング法により、
フッ化物光ファイバ母材を作製した。
た２８ＩｎＦ3 −９ＧａＦ3 −１７ＺｎＦ2 −１８Ｂａ
Ｆ2 −６ＳｒＦ2 −５ＹＦ3 −１０ＮａＦ−７ＬｉＦ
（モル％）からなる組成のフッ化物ガラスをクラッドガ
ラスとして用いてサクションキャスティング法により、
フッ化物光ファイバ母材を作製した。
【００７４】まず、無水のＩｎＦ3 ，ＧａＦ3 ，ＺｎＦ
2 ，ＰｂＦ2 ，ＹＦ3 ，ＬａＦ3 ，ＢａＦ2 ，ＳｒＦ
2 ，ＮａＦ，ＬｉＦを用意し、上記のコアおよびクラッ
ドの組成になるように秤量、混合した原料をるつぼに入
れ、電気炉内においてアルゴンガス雰囲気中で加熱溶融
した。
2 ，ＰｂＦ2 ，ＹＦ3 ，ＬａＦ3 ，ＢａＦ2 ，ＳｒＦ
2 ，ＮａＦ，ＬｉＦを用意し、上記のコアおよびクラッ
ドの組成になるように秤量、混合した原料をるつぼに入
れ、電気炉内においてアルゴンガス雰囲気中で加熱溶融
した。
【００７５】次に、ファイバ母材の作製を図５に示すサ
クションキャスティング法により行った。すなわち、電
気炉内において９００℃で１時間、溶融されたガラス融
液の温度を７００℃まで下げた後、図５（ａ）に示すよ
うに予め２２０℃に予加熱してある真鍮性の鋳型１に、
クラッドガラス融液２を先に上部まで流し込み、続いて
クラッドガラス融液２の固化が始まり、上部中央がへこ
み始めたときにコアガラス融液３をクラッドガラス融液
２の上に重なるように流し込んだ。そして、図５（ｂ）
に示すように固化にともなう体積収縮によってへこんだ
クラッドガラス２ａの中央部にコアガラス３ａが引き込
まれて固化することにより、ファイバ母材４を得た。得
られたファイバ母材４はクラッドの外径５ｍｍ、コアの
外径が０．２ｍｍから１．７ｍｍまでテーパ状に変化し
ており、長さは３０ｍｍであった。
クションキャスティング法により行った。すなわち、電
気炉内において９００℃で１時間、溶融されたガラス融
液の温度を７００℃まで下げた後、図５（ａ）に示すよ
うに予め２２０℃に予加熱してある真鍮性の鋳型１に、
クラッドガラス融液２を先に上部まで流し込み、続いて
クラッドガラス融液２の固化が始まり、上部中央がへこ
み始めたときにコアガラス融液３をクラッドガラス融液
２の上に重なるように流し込んだ。そして、図５（ｂ）
に示すように固化にともなう体積収縮によってへこんだ
クラッドガラス２ａの中央部にコアガラス３ａが引き込
まれて固化することにより、ファイバ母材４を得た。得
られたファイバ母材４はクラッドの外径５ｍｍ、コアの
外径が０．２ｍｍから１．７ｍｍまでテーパ状に変化し
ており、長さは３０ｍｍであった。
【００７６】続いて、クラッドガラスと同様の組成を持
つジャケット管を図６に示すローテーショナルキャステ
ィング法により作製した。すなわち、クラッドガラスの
組成になるように秤量、混合した原料をるつぼに入れて
電気炉内で加熱溶融した後、図６（ａ）に示すように予
め予加熱してある真鍮性の鋳型１１に、ジャケット管融
液１２を流し込んだ。そして、図６（ｂ）に示すように
鋳型１１を水平に倒すとともに高速で回転させ、そのま
ま回転した状態で冷却固化させて、外径１５ｍｍ、内径
５ｍｍ、長さ１４０ｍｍのフッ化物ガラスのジャケット
管１３を得た。
つジャケット管を図６に示すローテーショナルキャステ
ィング法により作製した。すなわち、クラッドガラスの
組成になるように秤量、混合した原料をるつぼに入れて
電気炉内で加熱溶融した後、図６（ａ）に示すように予
め予加熱してある真鍮性の鋳型１１に、ジャケット管融
液１２を流し込んだ。そして、図６（ｂ）に示すように
鋳型１１を水平に倒すとともに高速で回転させ、そのま
ま回転した状態で冷却固化させて、外径１５ｍｍ、内径
５ｍｍ、長さ１４０ｍｍのフッ化物ガラスのジャケット
管１３を得た。
【００７７】次に、露点−６０℃以下の窒素ガスが供給
されているグローブボックス内において上記ファイバ母
材４をジャケット管に挿入し、図７（ａ）に示されてい
るようにジャケット管１３をＯリング２１を介した母材
保持チャック２２によって保持した後、内部を真空引き
し、図７（ｂ）に示したように加熱炉２３内に毎分３ｍ
ｍの割合で送り、加熱によって軟化したファイバ母材の
下部を下方に引っ張ることによって外径５ｍｍのファイ
バ母材２４を得た。
されているグローブボックス内において上記ファイバ母
材４をジャケット管に挿入し、図７（ａ）に示されてい
るようにジャケット管１３をＯリング２１を介した母材
保持チャック２２によって保持した後、内部を真空引き
し、図７（ｂ）に示したように加熱炉２３内に毎分３ｍ
ｍの割合で送り、加熱によって軟化したファイバ母材の
下部を下方に引っ張ることによって外径５ｍｍのファイ
バ母材２４を得た。
【００７８】次に、ファイバ母材２４からコア径が０．
２ｍｍの部分を切り出し、これと前記と同様にして作製
したジャケット管１３′とを真空加熱容器内に収納し、
Ｆ2，ＨＦの混合ガス雰囲気中で表面処理を行い、露点
−６０℃以下の窒素ガスが供給されているグローブボッ
クス（図示せず）内部において図７（ｃ）に示すよう
に、ファイバ母材２４をジャケット管１３′に挿入し、
ジャケット管１３′をＯリング２１を介して母材保持チ
ャック２２で保持した後、内部を真空引きしながら、線
引き炉２５に毎分３ｍｍの速度で送り込み加熱によって
軟化させ、その下部を張力計２６を介して巻き取り機２
７で下方に引っ張ることにより、外径１２５μｍの光フ
ァイバに線引きした。
２ｍｍの部分を切り出し、これと前記と同様にして作製
したジャケット管１３′とを真空加熱容器内に収納し、
Ｆ2，ＨＦの混合ガス雰囲気中で表面処理を行い、露点
−６０℃以下の窒素ガスが供給されているグローブボッ
クス（図示せず）内部において図７（ｃ）に示すよう
に、ファイバ母材２４をジャケット管１３′に挿入し、
ジャケット管１３′をＯリング２１を介して母材保持チ
ャック２２で保持した後、内部を真空引きしながら、線
引き炉２５に毎分３ｍｍの速度で送り込み加熱によって
軟化させ、その下部を張力計２６を介して巻き取り機２
７で下方に引っ張ることにより、外径１２５μｍの光フ
ァイバに線引きした。
【００７９】得られた光ファイバは、Δｎ＝８％、コア
径が１μｍの単一モード光ファイバであり、波長１．３
μｍでの損失値は０．２ｄＢ／ｍと低損失であった。
径が１μｍの単一モード光ファイバであり、波長１．３
μｍでの損失値は０．２ｄＢ／ｍと低損失であった。
【００８０】また、これと同様の作製方法においてジャ
ケット管１３および１３′を４７．５ＨｆＦ4 −２３．
５ＢａＦ2 −２．５ＬａＦ3 −２ＹＦ3 −４．５ＡｌＦ
3 −２０ＮａＦとした場合、および４７．５ＺｒＦ4 −
２３．５ＢａＦ2 −２．５ＬａＦ3 −２ＹＦ3 −４．５
ＡｌＦ3 −２０ＮａＦとした場合、あるいはジャケット
管１３を４７．５ＨｆＦ4 −２３．５ＢａＦ2 −２．５
ＬａＦ3 −２ＹＦ3 −４．５ＡｌＦ3 −２０ＮａＦと
し、ジャケット管１３′を４７．５ＺｒＦ4 −２３．５
ＢａＦ2 −２．５ＬａＦ3 −２ＹＦ3 −４．５ＡｌＦ3
−２０ＮａＦとした場合においても低損失なファイバを
作製することができた。
ケット管１３および１３′を４７．５ＨｆＦ4 −２３．
５ＢａＦ2 −２．５ＬａＦ3 −２ＹＦ3 −４．５ＡｌＦ
3 −２０ＮａＦとした場合、および４７．５ＺｒＦ4 −
２３．５ＢａＦ2 −２．５ＬａＦ3 −２ＹＦ3 −４．５
ＡｌＦ3 −２０ＮａＦとした場合、あるいはジャケット
管１３を４７．５ＨｆＦ4 −２３．５ＢａＦ2 −２．５
ＬａＦ3 −２ＹＦ3 −４．５ＡｌＦ3 −２０ＮａＦと
し、ジャケット管１３′を４７．５ＺｒＦ4 −２３．５
ＢａＦ2 −２．５ＬａＦ3 −２ＹＦ3 −４．５ＡｌＦ3
−２０ＮａＦとした場合においても低損失なファイバを
作製することができた。
【００８１】コアおよびクラッドガラスの組み合わせを
表６に示すように代えた以外は、上記と同様に光ファイ
バを作製した。得られた光ファイバはΔｎ＝１〜８％の
いずれも単一モードファイバで損失値は波長１．３μｍ
において０．２ｄＢ／ｍと低損失であった。
表６に示すように代えた以外は、上記と同様に光ファイ
バを作製した。得られた光ファイバはΔｎ＝１〜８％の
いずれも単一モードファイバで損失値は波長１．３μｍ
において０．２ｄＢ／ｍと低損失であった。
【００８２】
【表６】
【００８３】（比較例２）１６ＩｎＦ3 −１９ＧａＦ3
−１５ＺｎＦ2 −２２ＣｄＦ2 −２８ＰｂＦ2 （モル
％）の組成のフッ化物ガラスをコアガラスとして用い、
また２８ＩｎＦ3 −９ＧａＦ3 −１２ＺｎＦ2 −１８Ｂ
ａＦ2 −６ＳｒＦ2 −５ＹＦ3 −１０ＮａＦ−７ＬｉＦ
−５ＣｄＦ2 （モル％）からなる組成のフッ化物ガラス
をクラッドガラスとして用いて実施例２と同様の方法に
よって比較用の光ファイバを作製した。
−１５ＺｎＦ2 −２２ＣｄＦ2 −２８ＰｂＦ2 （モル
％）の組成のフッ化物ガラスをコアガラスとして用い、
また２８ＩｎＦ3 −９ＧａＦ3 −１２ＺｎＦ2 −１８Ｂ
ａＦ2 −６ＳｒＦ2 −５ＹＦ3 −１０ＮａＦ−７ＬｉＦ
−５ＣｄＦ2 （モル％）からなる組成のフッ化物ガラス
をクラッドガラスとして用いて実施例２と同様の方法に
よって比較用の光ファイバを作製した。
【００８４】ここで、比較例２でコアガラスとして用い
たフッ化物ガラスは、実施例２で用いたフッ化物ガラス
と、ＣｄＦ2 の含有量が２０モル％以上であること、Ｐ
ｂＦ2 の含有量が３０モル％以下であること、およびＬ
ａＦ3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 からなる群から選
ばれた少なくとも一種を含有していないことが異なる。
また、比較例２でクラッドガラスとして用いたフッ化物
ガラスはＣｄＦ2 を５モル％含有する点において、実施
例２でクラッドガラスとして用いたフッ化物ガラスと異
なる。
たフッ化物ガラスは、実施例２で用いたフッ化物ガラス
と、ＣｄＦ2 の含有量が２０モル％以上であること、Ｐ
ｂＦ2 の含有量が３０モル％以下であること、およびＬ
ａＦ3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 からなる群から選
ばれた少なくとも一種を含有していないことが異なる。
また、比較例２でクラッドガラスとして用いたフッ化物
ガラスはＣｄＦ2 を５モル％含有する点において、実施
例２でクラッドガラスとして用いたフッ化物ガラスと異
なる。
【００８５】得られた光ファイバは長さ１００ｍ、コア
径１．７μｍで波長０．９５μｍにカットオフ波長を持
つ単一モードの光ファイバであるが、波長１．３μｍで
の損失値は１０ｄＢ／ｍと非常に高い損失値であった。
径１．７μｍで波長０．９５μｍにカットオフ波長を持
つ単一モードの光ファイバであるが、波長１．３μｍで
の損失値は１０ｄＢ／ｍと非常に高い損失値であった。
【００８６】（実施例３）コアおよびクラッドのガラス
組成の組み合わせを表７に示すように代えた以外は実施
例２と同様にして、光ファイバを作製した。得られた光
ファイバはいずれもΔｎ＝１〜４％の単一モード光ファ
イバであり、損失値は波長１．３μｍにおいて０．１ｄ
Ｂ／ｍと低損失であった。図８に、作製された光ファイ
バの１μｍから４μｍまでの損失スペクトルを示す。損
失値は長波長域に行くに従って減少し、波長３．３μｍ
において最低損失値０．０２５ｄＢ／ｍが得られた。
組成の組み合わせを表７に示すように代えた以外は実施
例２と同様にして、光ファイバを作製した。得られた光
ファイバはいずれもΔｎ＝１〜４％の単一モード光ファ
イバであり、損失値は波長１．３μｍにおいて０．１ｄ
Ｂ／ｍと低損失であった。図８に、作製された光ファイ
バの１μｍから４μｍまでの損失スペクトルを示す。損
失値は長波長域に行くに従って減少し、波長３．３μｍ
において最低損失値０．０２５ｄＢ／ｍが得られた。
【００８７】
【表７】
【００８８】（実施例４）実施例２におけるコアガラス
にＰｒ3+を５００ｐｐｍ添加した以外は実施例２と同様
の方法によって光ファイバを作製した。得られた光ファ
イバは外径１２５μｍ、Δｎ＝８％、コア径１μｍ、カ
ットオフ波長１μｍであり、波長１．３μｍでの損失値
は０．２ｄＢ／ｍと低損失であった。
にＰｒ3+を５００ｐｐｍ添加した以外は実施例２と同様
の方法によって光ファイバを作製した。得られた光ファ
イバは外径１２５μｍ、Δｎ＝８％、コア径１μｍ、カ
ットオフ波長１μｍであり、波長１．３μｍでの損失値
は０．２ｄＢ／ｍと低損失であった。
【００８９】なお、図９中の大きなピークはＰｒ3+に起
因する吸収である。実施例４で得られた光ファイバを用
いて、波長１．０１７μｍの光励起による波長１．３１
μｍの信号光の増幅器を構成したところ、０．５ｄＢ／
ｍＷの利得係数を得た。
因する吸収である。実施例４で得られた光ファイバを用
いて、波長１．０１７μｍの光励起による波長１．３１
μｍの信号光の増幅器を構成したところ、０．５ｄＢ／
ｍＷの利得係数を得た。
【００９０】また、表８に示す単一モードの光ファイバ
において、Ｐｒ3+をΔｎが２．５％の光ファイバのコア
には１０００ｐｐｍ、Δｎが３．７％、６．６％、８．
０％の光ファイバのコアには５００ｐｐｍ添加した光フ
ァイバを作製した。波長１．０１７μｍの光励起による
波長１．３１μｍの光増幅器を構成し、利得係数を測定
したところ、Δｎが２．５％の光ファイバにおいては
０．２５ｄＢ／ｍＷ、３．７％の光ファイバにおいては
０．３ｄＢ／ｍＷ，６．６％の光ファイバにおいては
０．４ｄＢ／ｍＷ、８％の光ファイバにおいては０．５
ｄＢ／ｍＷの利得係数を得た。
において、Ｐｒ3+をΔｎが２．５％の光ファイバのコア
には１０００ｐｐｍ、Δｎが３．７％、６．６％、８．
０％の光ファイバのコアには５００ｐｐｍ添加した光フ
ァイバを作製した。波長１．０１７μｍの光励起による
波長１．３１μｍの光増幅器を構成し、利得係数を測定
したところ、Δｎが２．５％の光ファイバにおいては
０．２５ｄＢ／ｍＷ、３．７％の光ファイバにおいては
０．３ｄＢ／ｍＷ，６．６％の光ファイバにおいては
０．４ｄＢ／ｍＷ、８％の光ファイバにおいては０．５
ｄＢ／ｍＷの利得係数を得た。
【００９１】
【表８】
【００９２】（比較例３）コアガラスに５００ｐｐｍの
ＰｒＦ3 をドープした５０ＺｒＦ4 −１５ＢａＦ2 −
３．５ＬａＦ3 −１０ＰｂＦ2 −２ＹＦ3 −２．５Ａｌ
Ｆ3 −１０ＬｉＦ−７ＮａＦ（モル％）の組成のジルコ
ニウム系フッ化物ガラスを用い、クラッドとして４７．
５ＺｒＦ4 −２３．５ＢａＦ2 −２．５ＬａＦ3 −２Ｙ
Ｆ3 −４．５ＡｌＦ3 −２０ＮａＦ（モル％）の組成の
ジルコニウム系フッ化物ガラスを用いて、実施例２と同
様の方法によって比較用の光ファイバを作製した。
ＰｒＦ3 をドープした５０ＺｒＦ4 −１５ＢａＦ2 −
３．５ＬａＦ3 −１０ＰｂＦ2 −２ＹＦ3 −２．５Ａｌ
Ｆ3 −１０ＬｉＦ−７ＮａＦ（モル％）の組成のジルコ
ニウム系フッ化物ガラスを用い、クラッドとして４７．
５ＺｒＦ4 −２３．５ＢａＦ2 −２．５ＬａＦ3 −２Ｙ
Ｆ3 −４．５ＡｌＦ3 −２０ＮａＦ（モル％）の組成の
ジルコニウム系フッ化物ガラスを用いて、実施例２と同
様の方法によって比較用の光ファイバを作製した。
【００９３】得られた光ファイバは、Δｎが３．７％、
コア径が１．７μｍで、０．９５μｍにカットオフ波長
を持つ単一モードの光ファイバで、波長１．３μｍでの
損失値は０．２ｄＢ／ｍと低損失であった。比較例３で
得られた光ファイバを用いて、波長１．０１７μｍの光
励起による波長１．３１μｍの信号光の増幅器を構成し
たところ、０．２ｄＢ／ｍＷの利得係数を得た。
コア径が１．７μｍで、０．９５μｍにカットオフ波長
を持つ単一モードの光ファイバで、波長１．３μｍでの
損失値は０．２ｄＢ／ｍと低損失であった。比較例３で
得られた光ファイバを用いて、波長１．０１７μｍの光
励起による波長１．３１μｍの信号光の増幅器を構成し
たところ、０．２ｄＢ／ｍＷの利得係数を得た。
【００９４】なお、報告されている特願平５−２８１１
１２号による高Δｎファイバ（Δｎ＝６．１％）におい
て得られた利得係数は０．２５ｄＢ／ｍＷであり、本発
明のフッ化物光ファイバの利得係数より劣っていること
を明記しておく。
１２号による高Δｎファイバ（Δｎ＝６．１％）におい
て得られた利得係数は０．２５ｄＢ／ｍＷであり、本発
明のフッ化物光ファイバの利得係数より劣っていること
を明記しておく。
【００９５】実施例４と比較例３との比較により、本発
明のフッ化物光ファイバを用いることによりＰｒ3+の非
輻射緩和速度が抑えられ、発光の効率が高まることが確
認された。
明のフッ化物光ファイバを用いることによりＰｒ3+の非
輻射緩和速度が抑えられ、発光の効率が高まることが確
認された。
【００９６】（実施例５）コアおよびクラッドのガラス
組成の組み合わせを表９に示すように代え、かつそれぞ
れのコアガラスに表９に示した希土類イオンを含有させ
た以外は実施例２と同様にして、光ファイバを作製し
た。得られた光ファイバについて光損失を測定したとこ
ろドープした希土類イオンの波長において吸収を確認す
ることができた。
組成の組み合わせを表９に示すように代え、かつそれぞ
れのコアガラスに表９に示した希土類イオンを含有させ
た以外は実施例２と同様にして、光ファイバを作製し
た。得られた光ファイバについて光損失を測定したとこ
ろドープした希土類イオンの波長において吸収を確認す
ることができた。
【００９７】
【表９】
【００９８】（実施例６）コアおよびクラッドのガラス
組成の組み合わせを表１０，表１１に示すように代え、
かつそれぞれのコアガラスに表１０，表１１に示した希
土類イオンを含有させた以外は実施例２と同様にして光
ファイバを作製した。得られた光ファイバについて光損
失を測定したところドープした希土類イオンの波長にお
いて吸収を確認することができた。
組成の組み合わせを表１０，表１１に示すように代え、
かつそれぞれのコアガラスに表１０，表１１に示した希
土類イオンを含有させた以外は実施例２と同様にして光
ファイバを作製した。得られた光ファイバについて光損
失を測定したところドープした希土類イオンの波長にお
いて吸収を確認することができた。
【００９９】
【表１０】
【０１００】
【表１１】
【０１０１】（実施例７）表８に本発明の単一モード光
ファイバのために最適なコア、クラッドおよびジャケッ
ト管に用いられるガラス組成の組み合わせを、非屈折率
差（Δｎ）が２．５％、３．７％、６．６％および８％
のそれぞれについてまとめて示した。なお、表８におい
てはクラッドガラスの組成が用いられる第１のジャケッ
ト管の屈折率に一致するようにＰｂＦ2 とＮａＦの置換
量が調節されていることを明記しておく。
ファイバのために最適なコア、クラッドおよびジャケッ
ト管に用いられるガラス組成の組み合わせを、非屈折率
差（Δｎ）が２．５％、３．７％、６．６％および８％
のそれぞれについてまとめて示した。なお、表８におい
てはクラッドガラスの組成が用いられる第１のジャケッ
ト管の屈折率に一致するようにＰｂＦ2 とＮａＦの置換
量が調節されていることを明記しておく。
【０１０２】（実施例８）表１０および表１１に示す番
号３の光ファイバ、すなわち希土類イオンとしてＴｍを
１０００ｐｐｍ、Ｙｂを４０００ｐｐｍ添加した光ファ
イバ２ｍを用いて光ファイバレーザを構成した。希土類
イオンを添加した光ファイバの両端面を切断し誘電体多
層膜で作製したミラーをバッティングさせることによっ
てファブリペロー型のレーザ共振器とした。励起光源と
しては波長１．１２μｍのＮｄ−ＹＡＧレーザを用い、
対物レンズによって集光して光ファイバ入射端に入力し
た。ミラーとして用いた誘電体多層膜は励起波長におい
て透過性を有し、波長４５０〜５００ｎｍにおいて高い
反射率を有するものを用意した。この構成による光ファ
イバレーザにおいて波長４５５ｎｍおよび４８０ｎｍの
青色のレーザ発振が得られた。
号３の光ファイバ、すなわち希土類イオンとしてＴｍを
１０００ｐｐｍ、Ｙｂを４０００ｐｐｍ添加した光ファ
イバ２ｍを用いて光ファイバレーザを構成した。希土類
イオンを添加した光ファイバの両端面を切断し誘電体多
層膜で作製したミラーをバッティングさせることによっ
てファブリペロー型のレーザ共振器とした。励起光源と
しては波長１．１２μｍのＮｄ−ＹＡＧレーザを用い、
対物レンズによって集光して光ファイバ入射端に入力し
た。ミラーとして用いた誘電体多層膜は励起波長におい
て透過性を有し、波長４５０〜５００ｎｍにおいて高い
反射率を有するものを用意した。この構成による光ファ
イバレーザにおいて波長４５５ｎｍおよび４８０ｎｍの
青色のレーザ発振が得られた。
【０１０３】（実施例９）表１０および表１１に示す番
号４の光ファイバ、すなわち希土類イオンとしてＴｍを
１０００ｐｐｍ添加した光ファイバ２ｍを用いて実施例
８と同様のレーザ共振器を構成した。実施例９において
は励起光源としてクリプトンレーザを用い励起波長を６
４７ｎｍおよび６７６ｎｍとした。ミラーとして用いた
誘電体多層膜は励起波長において透過性を有し、波長４
５０〜５００ｎｍにおいて高い反射率を有するものを用
意した。この構成によるファイバレーザにおいて実施例
８と同様の波長４５５ｎｍおよび４８０ｎｍの青色のレ
ーザ発振が得られた。また、実施例９の励起光源に１．
４８μｍの高出力ＬＤを加えて、６４７ｎｍと１．４８
μｍの２波長励起をすることによって青色のレーザ出力
が増加した。
号４の光ファイバ、すなわち希土類イオンとしてＴｍを
１０００ｐｐｍ添加した光ファイバ２ｍを用いて実施例
８と同様のレーザ共振器を構成した。実施例９において
は励起光源としてクリプトンレーザを用い励起波長を６
４７ｎｍおよび６７６ｎｍとした。ミラーとして用いた
誘電体多層膜は励起波長において透過性を有し、波長４
５０〜５００ｎｍにおいて高い反射率を有するものを用
意した。この構成によるファイバレーザにおいて実施例
８と同様の波長４５５ｎｍおよび４８０ｎｍの青色のレ
ーザ発振が得られた。また、実施例９の励起光源に１．
４８μｍの高出力ＬＤを加えて、６４７ｎｍと１．４８
μｍの２波長励起をすることによって青色のレーザ出力
が増加した。
【０１０４】（実施例１０）表１０および表１１に示す
番号６の光ファイバ、すなわち希土類イオンとして、Ｅ
ｒを２０００ｐｐｍ添加した光ファイバ２ｍを用いて実
施例７と同様のレーザ共振器を構成した。実施例１０に
おいては励起光源として０．８μｍあるいは０．９８μ
ｍのＬＤを用い、ミラーとしては波長５４０〜５４５ｎ
ｍにおいて高い反射率を有するものを用意した。この構
成による光ファイバレーザにおいて波長５４０ｎｍの緑
色のレーザ発振が得られた。
番号６の光ファイバ、すなわち希土類イオンとして、Ｅ
ｒを２０００ｐｐｍ添加した光ファイバ２ｍを用いて実
施例７と同様のレーザ共振器を構成した。実施例１０に
おいては励起光源として０．８μｍあるいは０．９８μ
ｍのＬＤを用い、ミラーとしては波長５４０〜５４５ｎ
ｍにおいて高い反射率を有するものを用意した。この構
成による光ファイバレーザにおいて波長５４０ｎｍの緑
色のレーザ発振が得られた。
【０１０５】このほか希土類イオンとしてＮｄを添加し
たファイバ（Ｎｏ．２，１２）においては波長４１２ｎ
ｍにおいて、Ｐｒを添加したファイバ（Ｎｏ．１，１
０）においては波長４９２ｎｍにおいて、Ｈｏを添加し
たファイバ（Ｎｏ．５）においては波長５４９ｎｍにお
いてレーザ発振が観測された。
たファイバ（Ｎｏ．２，１２）においては波長４１２ｎ
ｍにおいて、Ｐｒを添加したファイバ（Ｎｏ．１，１
０）においては波長４９２ｎｍにおいて、Ｈｏを添加し
たファイバ（Ｎｏ．５）においては波長５４９ｎｍにお
いてレーザ発振が観測された。
【０１０６】（実施例１１）表１０および表１１に示す
番号１１の光ファイバ、すなわち希土類イオンとしてＥ
ｒを添加したファイバ（ただし実施例１１においては添
加濃度は１０００ｐｐｍ）１０ｍを用いて１．５μｍ帯
光増幅器を構成した。すなわちＷＤＭファイバカップラ
によってＬＤからの信号光（波長１．５５μｍ）と励起
光（波長１．４８μｍ）を合波してファイバ入射端から
入射し、出力端から光アイソレータを介して出力を得
た。励起光量１５０ｍＷにおいて１５３０〜１５６０ｎ
ｍの波長域にわたって２５ｄＢ以上の利得が得られた。
番号１１の光ファイバ、すなわち希土類イオンとしてＥ
ｒを添加したファイバ（ただし実施例１１においては添
加濃度は１０００ｐｐｍ）１０ｍを用いて１．５μｍ帯
光増幅器を構成した。すなわちＷＤＭファイバカップラ
によってＬＤからの信号光（波長１．５５μｍ）と励起
光（波長１．４８μｍ）を合波してファイバ入射端から
入射し、出力端から光アイソレータを介して出力を得
た。励起光量１５０ｍＷにおいて１５３０〜１５６０ｎ
ｍの波長域にわたって２５ｄＢ以上の利得が得られた。
【０１０７】（実施例１２）表１０および表１１に示す
番号７の光ファイバ、すなわち希土類イオンとしてＴｍ
を０．５ｗｔ％、Ｈｏを１ｗｔ％添加したファイバを用
いて１．４μｍ帯光増幅器を構成した。励起光源として
は波長０．８μｍのＬＤを用いた。励起光量１００ｍＷ
において利得２０ｄＢが得られた。
番号７の光ファイバ、すなわち希土類イオンとしてＴｍ
を０．５ｗｔ％、Ｈｏを１ｗｔ％添加したファイバを用
いて１．４μｍ帯光増幅器を構成した。励起光源として
は波長０．８μｍのＬＤを用いた。励起光量１００ｍＷ
において利得２０ｄＢが得られた。
【０１０８】（実施例１３）表１０および表１１に示す
番号８の光ファイバ、すなわち希土類イオンとしてＴｍ
を２０００ｐｐｍ、Ｔｂを４０００ｐｐｍ添加したファ
イバを用いて１．６５μｍ帯光増幅器を構成した。励起
光源としては波長１．２μｍのＬＤを用いた。励起光量
１００ｍＷにおいて利得２０ｄＢが得られた。
番号８の光ファイバ、すなわち希土類イオンとしてＴｍ
を２０００ｐｐｍ、Ｔｂを４０００ｐｐｍ添加したファ
イバを用いて１．６５μｍ帯光増幅器を構成した。励起
光源としては波長１．２μｍのＬＤを用いた。励起光量
１００ｍＷにおいて利得２０ｄＢが得られた。
【０１０９】（実施例１４）表１０および表１１に示す
番号９の光ファイバを２０ｍ用いて１．３μｍ帯光増幅
器を構成した。励起光源としては波長０．９８μｍのＬ
Ｄを用いた。励起光量２００ｍＷにおいて利得２０ｄＢ
が得られた。
番号９の光ファイバを２０ｍ用いて１．３μｍ帯光増幅
器を構成した。励起光源としては波長０．９８μｍのＬ
Ｄを用いた。励起光量２００ｍＷにおいて利得２０ｄＢ
が得られた。
【０１１０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、良好な赤外透過特性を有するフッ化物ガラス
を得ることができた。また、本発明によれば、低損失で
高効率（Δｎ）の光増幅用光ファイバを作成することが
できた。従って、利得係数および実効的な利得を向上さ
せ、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た。さらには、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。
によれば、良好な赤外透過特性を有するフッ化物ガラス
を得ることができた。また、本発明によれば、低損失で
高効率（Δｎ）の光増幅用光ファイバを作成することが
できた。従って、利得係数および実効的な利得を向上さ
せ、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た。さらには、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】本発明のフッ化物ガラスにおけるガラス転移温
度（Ｔｇ）および（Ｔｘ−Ｔｇ）のＢａＦ2 含有率へ
の、それぞれの依存性を示した特性図である。
度（Ｔｇ）および（Ｔｘ−Ｔｇ）のＢａＦ2 含有率へ
の、それぞれの依存性を示した特性図である。
【図２】本発明のフッ化物ガラスにおけるＴｇ、Ｔｘ−
Ｔｇ、屈折率（ｎD ）のＰｂＦ2 含有率への、それぞれ
の依存性を示す特性図である。
Ｔｇ、屈折率（ｎD ）のＰｂＦ2 含有率への、それぞれ
の依存性を示す特性図である。
【図３】本発明のフッ化物ガラスにおけるＣｄＦ2 含有
率へのＴｘ−Ｔｇの値の依存性を示す特性図である。
率へのＴｘ−Ｔｇの値の依存性を示す特性図である。
【図４】ガラス材料の光透過率の波長依存性を示す特性
図である。
図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、サクションキャスティング
法による光ファイバ母材の製造における各工程を示す模
式的断面図である。
法による光ファイバ母材の製造における各工程を示す模
式的断面図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、ローテーショナルキャステ
ィング法による光ファイバ母材の製造における各工程を
示す模式的断面図である。
ィング法による光ファイバ母材の製造における各工程を
示す模式的断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の光ファイバを製造
するための各工程を示す模式的断面図である。
するための各工程を示す模式的断面図である。
【図８】本発明の光ファイバの一実施形態における伝送
損失の波長依存性を示す特性図である。
損失の波長依存性を示す特性図である。
【図９】本発明の光ファイバの他の実施形態における伝
送損失の波長依存性を示す特性図である。
送損失の波長依存性を示す特性図である。
１ 鋳型 ２ クラッドガラス融液 ２ａ クラッドガラス ３ コアガラス融液 ３ａ コアガラス ４ ファイバ母材 １１ 鋳型 １２ ジャケット管融液 １３ ジャケット管 １３′ ジャケット管 ２１ Ｏリング ２２ 母材保持チャック ２３ 加熱炉 ２４ ファイバ母材 ２５ 線引き炉 ２６ 張力計 ２７ 巻き取り機 ２８ 光ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阪本 匡 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 須藤 昭一 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 ＩｎＦ3 を１０〜３０モル％、ＧａＦ3
を７〜３０モル％、ＺｎＦ2 を１０〜１９モル％、Ｂａ
Ｆ2 を４〜３０モル％、ＳｒＦ2 を０〜２４モル％、Ｐ
ｂＦ2 を０〜３０モル％、ＬａＦ3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ
3 ，ＬｕＦ3 よりなる群から選ばれた少なくとも一種を
１．５〜１０モル％、ＬｉＦを１．５〜３０モル％、Ｎ
ａＦを０〜３０モル％、追加成分を０〜１５モル％と
し、かつこれらの合計が１００モル％であることを特徴
とするフッ化物ガラス。 - 【請求項２】 コアとクラッドを有するフッ化物光ファ
イバにおいて、前記クラッドの母相がＩｎＦ3 を１０〜
３０モル％、ＧａＦ3 を７〜３０モル％、ＺｎＦ2 を１
０〜１９モル％、ＢａＦ2 を４〜３０モル％、ＳｒＦ2
を０〜２４モル％、ＰｂＦ2 を０〜３０モル％、ＬａＦ
3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 よりなる群から選ばれ
た少なくとも一種を１．５〜１０モル％、ＬｉＦを１．
５〜３０モル％、ＮａＦを０〜３０モル％、追加成分を
０〜１５モル％とし、かつその合計が１００モル％であ
ることを特徴とするフッ化物光ファイバ。 - 【請求項３】 前記コアの母相がＩｎＦ3 を５〜２５モ
ル％、ＧａＦ3 を１３〜４０モル％、ＺｎＦ2 を４〜２
５モル％、ＰｂＦ2 を３０〜４６モル％、ＣｄＦ2 を０
〜２０モル％、ＬａＦ3 あるいはＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，Ｌ
ｕＦ3 から選ばれた少なくとも一種を１．５〜１２モル
％、追加成分を０〜１５モル％とし、かつその合計が１
００モル％であることを特徴とする請求項２に記載のフ
ッ化物光ファイバ。 - 【請求項４】 前記コアの母相がＩｎＦ3 を１０〜３０
モル％、ＧａＦ3 を７〜３０モル％、ＺｎＦ2 を１０〜
１９モル％、ＢａＦ2 を４〜３０モル％、ＳｒＦ2 を０
〜２４モル％、ＰｂＦ2 を０〜３０モル％、ＬａＦ3 ，
ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 よりなる群から選ばれた少
なくとも一種を１．５〜１０モル％、ＬｉＦを１．５〜
３０モル％、ＮａＦを０〜３０モル％、追加成分を０〜
１５モル％とし、かつその合計が１００モル％であるこ
とを特徴とする請求項２に記載のフッ化物光ファイバ。 - 【請求項５】 前記コアに遷移金属イオンまたは希土類
イオンを含有し、かつコア−クラッド間の比屈折率差Δ
ｎが１．０％以上であることを特徴とする請求項２に記
載のフッ化物光ファイバ。 - 【請求項６】 希土類イオンとしてＣｅ3+，Ｐｒ3+，Ｎ
ｄ3+，Ｐｍ3+，Ｓｍ3+，Ｅｕ3+，Ｔｂ3+，Ｄｙ3+，Ｈｏ
3+，Ｅｒ3+，Ｔｍ3+，Ｙｂ3+の内から選ばれた少なくと
も１種を含有することを特徴とする請求項５に記載のフ
ッ化物光ファイバ。 - 【請求項７】 コアと第１のクラッドおよびクラッドの
外周に第２のクラッドを有するフッ化物光ファイバであ
って、前記第１のクラッドの母相がＩｎＦ3を１０〜３
０モル％、ＧａＦ3 を７〜３０モル％、ＺｎＦ2 を１０
〜１９モル％、ＢａＦ2 を４〜３０モル％、ＳｒＦ2 を
０〜２４モル％、ＰｂＦ2 を０〜３０モル％、ＬａＦ
3 ，ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 よりなる群から選ばれ
た少なくとも一種を１．５〜１０モル％、ＬｉＦを１．
５〜３０モル％、ＮａＦを０〜３０モル％、追加成分が
０〜１５モル％とし、かつその合計が１００モル％であ
り、前記第２のクラッドの母相がＩｎＦ3 を１０〜３０
モル％、ＧａＦ3 を７〜３０モル％、ＺｎＦ2 を１０〜
１９モル％、ＢａＦ2 を４〜３０モル％、ＳｒＦ3を０
〜２４モル％、ＰｂＦ2 を０〜３０モル％、ＬａＦ3 ，
ＹＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＬｕＦ3 よりなる群から選ばれた少
なくとも一種を１．５〜１０モル％、ＬｉＦを１．５〜
３０モル％、ＮａＦを０〜３０モル％、追加成分が０〜
１５モル％とし、かつその合計が１００モル％であるこ
とを特徴とするフッ化物光ファイバ。 - 【請求項８】 前記第２のクラッドの母相がＺｒＦ4 お
よびＨｆＦ4 の少なくとも一種のフッ化物と、ＢａＦ
2 ，ＬａＦ3 ，ＧｄＦ3 ，ＹＦ3 ，ＬｉＦ，ＮａＦ，Ｐ
ｂＦ2 およびＡｌＦ3 からなる群の少なくとも一種から
なるフッ化物ガラスからなることを特徴とする請求項７
に記載のフッ化物光ファイバ。 - 【請求項９】 前記第１のクラッドの屈折率を前記第２
のクラッドの屈折率と一致させるか、または前記第１の
クラッドの屈折率を前記第２のクラッドの屈折率より大
きくし、かつコアの屈折率よりも小さくするように第１
のクラッドの屈折率の調整を行うことを特徴とする請求
項７または８に記載のフッ化物光ファイバ。 - 【請求項１０】 前記第１のクラッドの屈折率の調整
を、第１のクラッドの母相におけるＰｂＦ2 の一部をＮ
ａＦに置き換えることにより行うことを特徴とする請求
項９に記載のフッ化物光ファイバ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/788,385 US5774620A (en) | 1996-01-30 | 1997-01-24 | Fluoride glass fiber |
| JP9015744A JPH10194773A (ja) | 1996-01-30 | 1997-01-29 | フッ化物ガラスおよびフッ化物光ファイバ |
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1364096 | 1996-01-30 | ||
| JP8-306809 | 1996-11-18 | ||
| JP8-13640 | 1996-11-18 | ||
| JP30680996 | 1996-11-18 | ||
| US08/788,385 US5774620A (en) | 1996-01-30 | 1997-01-24 | Fluoride glass fiber |
| JP9015744A JPH10194773A (ja) | 1996-01-30 | 1997-01-29 | フッ化物ガラスおよびフッ化物光ファイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10194773A true JPH10194773A (ja) | 1998-07-28 |
Family
ID=27456044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9015744A Pending JPH10194773A (ja) | 1996-01-30 | 1997-01-29 | フッ化物ガラスおよびフッ化物光ファイバ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5774620A (ja) |
| JP (1) | JPH10194773A (ja) |
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-
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- 1997-01-24 US US08/788,385 patent/US5774620A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-29 JP JP9015744A patent/JPH10194773A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5774620A (en) | 1998-06-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040730 |