JPH1117263A - クラッドポンピング・ファイバレーザを含む光通信システム - Google Patents
クラッドポンピング・ファイバレーザを含む光通信システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、クラッドポンピング・ファイバレ
ーザを含む光通信システムを提供する。 【解決手段】 光源、ポンピングクラッドを有するクラ
ッドポンピング・ファイバレーザ、クラッドポンピング
ファイバレーザに固着され、クラッド及び保護被膜を有
する光ファイバ及びポンピングクラッドから少くとも１
ワットの残留光が伝送された時、光ファイバの保護被膜
への本質的な損傷を防止する手段を含む光通信システ
ム。
ーザを含む光通信システムを提供する。 【解決手段】 光源、ポンピングクラッドを有するクラ
ッドポンピング・ファイバレーザ、クラッドポンピング
ファイバレーザに固着され、クラッド及び保護被膜を有
する光ファイバ及びポンピングクラッドから少くとも１
ワットの残留光が伝送された時、光ファイバの保護被膜
への本質的な損傷を防止する手段を含む光通信システ
ム。
Description
【０００１】
【本発明の分野】本発明は光通信システム、特にクラッ
ドポンピング・ファイバレーザを含む光通信システムに
係る。
ドポンピング・ファイバレーザを含む光通信システムに
係る。
【０００２】
【関連技術の説明】最近、ダイオードレーザアレイから
の光パワーは、クラッドポンピングファイバをポンピン
グするためにアレイを用い、ポンピングされたファイバ
の出力を用いることに伴う改良によって改善されてき
た。たとえば、エス．グルブ（Ｓ．Ｇｒｕｂｂ）ら、
“多くの波長で放射するファイバラマンレーザ”、レー
ザ・フォーカス・ワールド（Ｌａｓｅｒ Ｆｏｃｕｓ
Ｗｏｒｌｄ）、１９９６年２月、１２７及びエル．ツェ
ンタノ（Ｌ．Ｚｅｎｔａｎｏ）“高パワーダブル−クラ
ッド・ファイバレーザ”、ジャーナル・オブ・ライトウ
エーブ・テクノロジー（Journal of Lightwave Technol
ogy ）、１１巻、９号、１９９３年９月を参照のこと。
これらの内容は、引用文献としてここに含まれる。クラ
ッドポンピング・ファイバレーザ（すなわち、光源及び
クラッドポンピングファイバとの組合せ）は、高パワー
ダイオードレーザアレイからの光を、シングルモードフ
ァイバ中に結合し、拡大するため有利である。具体的に
は、図１に示されるように、クラッドポンピング・ファ
イバレーザはクラッドポンピングファイバ（１０）中の
比較的大きな別々に光を誘導するポンピングクラッド
（１４）（すなわち外側導波路）に依存し、クラッド
（１４）はより小さなドープされた（典型的な場合、希
土類元素ドープ）シングルモードコア（１２）を囲む。
たとえばダイオードレーザ・アレイである光源は、ポン
ピング光をポンピングクラッド（１４）中に向け、基本
的なポンピング光損失機構は増幅及びレーザ発振が起る
コア（１２）中への光の吸収であるので有利である。コ
ア（１２）はポンピングクラッド（１４）よりはるかに
小さな断面積を有し、ポンピング光のワット数によって
は、コア中の単位面積当たりのエネルギーは、ポンピン
グクラッド中よりコア中で高い。それにより、コアによ
るポンピング光の吸収が輝度を増す。輝度の実際の増加
は、コア面積に対するポンピングクラッド面積の比に依
存し、比が高いほど輝度の増加は大きい。誘電体被膜又
はブラッグ回析格子のようなフィードバック要素を用い
ることにより、シングルモードコアからレーザパワーを
引き出し、固着されたシングルモードファイバ中に向
け、ファイバはレーザ発振した光を伝送する。
の光パワーは、クラッドポンピングファイバをポンピン
グするためにアレイを用い、ポンピングされたファイバ
の出力を用いることに伴う改良によって改善されてき
た。たとえば、エス．グルブ（Ｓ．Ｇｒｕｂｂ）ら、
“多くの波長で放射するファイバラマンレーザ”、レー
ザ・フォーカス・ワールド（Ｌａｓｅｒ Ｆｏｃｕｓ
Ｗｏｒｌｄ）、１９９６年２月、１２７及びエル．ツェ
ンタノ（Ｌ．Ｚｅｎｔａｎｏ）“高パワーダブル−クラ
ッド・ファイバレーザ”、ジャーナル・オブ・ライトウ
エーブ・テクノロジー（Journal of Lightwave Technol
ogy ）、１１巻、９号、１９９３年９月を参照のこと。
これらの内容は、引用文献としてここに含まれる。クラ
ッドポンピング・ファイバレーザ（すなわち、光源及び
クラッドポンピングファイバとの組合せ）は、高パワー
ダイオードレーザアレイからの光を、シングルモードフ
ァイバ中に結合し、拡大するため有利である。具体的に
は、図１に示されるように、クラッドポンピング・ファ
イバレーザはクラッドポンピングファイバ（１０）中の
比較的大きな別々に光を誘導するポンピングクラッド
（１４）（すなわち外側導波路）に依存し、クラッド
（１４）はより小さなドープされた（典型的な場合、希
土類元素ドープ）シングルモードコア（１２）を囲む。
たとえばダイオードレーザ・アレイである光源は、ポン
ピング光をポンピングクラッド（１４）中に向け、基本
的なポンピング光損失機構は増幅及びレーザ発振が起る
コア（１２）中への光の吸収であるので有利である。コ
ア（１２）はポンピングクラッド（１４）よりはるかに
小さな断面積を有し、ポンピング光のワット数によって
は、コア中の単位面積当たりのエネルギーは、ポンピン
グクラッド中よりコア中で高い。それにより、コアによ
るポンピング光の吸収が輝度を増す。輝度の実際の増加
は、コア面積に対するポンピングクラッド面積の比に依
存し、比が高いほど輝度の増加は大きい。誘電体被膜又
はブラッグ回析格子のようなフィードバック要素を用い
ることにより、シングルモードコアからレーザパワーを
引き出し、固着されたシングルモードファイバ中に向
け、ファイバはレーザ発振した光を伝送する。
【０００３】図１及び３に示されるように（相対的な比
率は異なる）、典型的なクラッドポンピング・ファイバ
（１０）において、ポンピングクラッド（１４）は長方
形で、約１００×３６０μｍの寸法を有する。（図３に
おいて、ポンピングクラッド（１４）の長い方の軸が垂
直方向を向いている。）１９９５年１１月２２日に出願
された米国特許出願第０８／５６１，６８２号（我々の
一覧ではディジオバニ（ＤｉＧｉｏｖａｎｎｉ）２３）
に述べられているような他のポンピングクラッド構成も
可能である。この内容は引用文献としてここに含まれ
る。希土類ドープコア（１２）は円形で、約５−１０μ
ｍの半径を有する。ポンピングクラッド（１４）は典型
的な場合、クラッド及び保護被膜の両方として働く単一
のポリマ層又はクラッド層及び保護被膜の２つの層で囲
まれている。図１は後者を示す。約２μｍ乃至約３０μ
ｍの厚さを有するポリマクラッド層（１６）及び約３０
μｍ乃至約６０μｍの厚さを有する保護被膜（１８）
が、クラッド（１４）を囲む。ポンピングクラッド（１
４）は典型的な場合、シリカで形成され、コア（１２）
は典型的な場合、ニオジウム、イットリウム又はエルビ
ウム／イットリウムのような希土類をドープしたシリカ
で形成される。ポリマクラッド（１６）は典型的な場
合、たとえば約１．３８の屈折率を有するフッ素添加ポ
リマのような比較的低い屈折率を有するポリマで形成さ
れる。典型的な保護被膜（１８）はアクリル樹脂のよう
なポリマを含み、それは約１００℃で熱的に安定化して
いる（ここで用いる熱的安定化というのは、それ以上で
は材料が不可逆的な損傷を受けるか、材料中の重量損失
で測定されるような構造的な変化が起こることを意味す
る。）
率は異なる）、典型的なクラッドポンピング・ファイバ
（１０）において、ポンピングクラッド（１４）は長方
形で、約１００×３６０μｍの寸法を有する。（図３に
おいて、ポンピングクラッド（１４）の長い方の軸が垂
直方向を向いている。）１９９５年１１月２２日に出願
された米国特許出願第０８／５６１，６８２号（我々の
一覧ではディジオバニ（ＤｉＧｉｏｖａｎｎｉ）２３）
に述べられているような他のポンピングクラッド構成も
可能である。この内容は引用文献としてここに含まれ
る。希土類ドープコア（１２）は円形で、約５−１０μ
ｍの半径を有する。ポンピングクラッド（１４）は典型
的な場合、クラッド及び保護被膜の両方として働く単一
のポリマ層又はクラッド層及び保護被膜の２つの層で囲
まれている。図１は後者を示す。約２μｍ乃至約３０μ
ｍの厚さを有するポリマクラッド層（１６）及び約３０
μｍ乃至約６０μｍの厚さを有する保護被膜（１８）
が、クラッド（１４）を囲む。ポンピングクラッド（１
４）は典型的な場合、シリカで形成され、コア（１２）
は典型的な場合、ニオジウム、イットリウム又はエルビ
ウム／イットリウムのような希土類をドープしたシリカ
で形成される。ポリマクラッド（１６）は典型的な場
合、たとえば約１．３８の屈折率を有するフッ素添加ポ
リマのような比較的低い屈折率を有するポリマで形成さ
れる。典型的な保護被膜（１８）はアクリル樹脂のよう
なポリマを含み、それは約１００℃で熱的に安定化して
いる（ここで用いる熱的安定化というのは、それ以上で
は材料が不可逆的な損傷を受けるか、材料中の重量損失
で測定されるような構造的な変化が起こることを意味す
る。）
【０００４】図２及び３に示される（相対的寸法は異な
る）典型的なシングルモード伝送ファイバ（２０）にお
いて、コア（２２）は円形で約５−１０μｍの直径を有
し、約１２５μｍの直径を有するクラッド（２４）によ
り囲まれている。クラッド（２４）は保護被膜（２
６）、たとえば約５０乃至約７０μｍの厚さを有するア
クリル樹脂により囲まれている。そのような典型的なシ
ングルモードファイバは、ドープされたシリカで、ドー
パントは典型的な場合約１．４６７といった比較的高い
屈折率を生じ、クラッド（２４）は典型的な場合約１．
４５７といった低い屈折率を有するシリカである。図３
は断面側面図で、クラッドポンピングファイバ（１０）
とシングルモードファイバ（２０）をともに継ぎあわせ
たときのおおよその関係を示す。図はポンピングクラッ
ド（１４）がシングルモードファイバ（２０）のクラッ
ド（２４）及び保護被膜（２６）に重なろうとする時の
領域を示す。
る）典型的なシングルモード伝送ファイバ（２０）にお
いて、コア（２２）は円形で約５−１０μｍの直径を有
し、約１２５μｍの直径を有するクラッド（２４）によ
り囲まれている。クラッド（２４）は保護被膜（２
６）、たとえば約５０乃至約７０μｍの厚さを有するア
クリル樹脂により囲まれている。そのような典型的なシ
ングルモードファイバは、ドープされたシリカで、ドー
パントは典型的な場合約１．４６７といった比較的高い
屈折率を生じ、クラッド（２４）は典型的な場合約１．
４５７といった低い屈折率を有するシリカである。図３
は断面側面図で、クラッドポンピングファイバ（１０）
とシングルモードファイバ（２０）をともに継ぎあわせ
たときのおおよその関係を示す。図はポンピングクラッ
ド（１４）がシングルモードファイバ（２０）のクラッ
ド（２４）及び保護被膜（２６）に重なろうとする時の
領域を示す。
【０００５】クラッドポンピング・ファイバレーザで良
い結果が得られているが、そのようなレーザを含むシス
テム全体の改善が望まれ、探求されている。
い結果が得られているが、そのようなレーザを含むシス
テム全体の改善が望まれ、探求されている。
【０００６】
【本発明の要約】本発明はクラッドポンピング・ファイ
バレーザを用いる光通信システムの問題の再認識と解を
含む。クラッドポンピング・ファイバレーザを含むシス
テムにおいて、クラッドポンピングファイバは典型的な
場合、シングルモード光ファイバに継ぎあわされる。た
とえば数百ミリワットから１ワットを越えるクラッドポ
ンピングファイバのポンピングクラッドからの残留光
は、シングルモードファイバのクラッド又は保護被膜中
に伝えられる。この残留光は光ファイバの保護被膜又は
光ファイバのクラッド中に、直接伝えられる可能性があ
ることがわかった。シングルモードファイバのクラッド
中に伝えられた光は、保護被膜のより高い屈折率のた
め、ほとんど直接、保護被膜中に向けられる。多くの場
合、この伝えられたエネルギーは、シングルモードファ
イバ上に見い出される典型的な保護被膜を蒸発させるか
損傷を与え、それによって光通信システム全体の完全性
に影響を与える。
バレーザを用いる光通信システムの問題の再認識と解を
含む。クラッドポンピング・ファイバレーザを含むシス
テムにおいて、クラッドポンピングファイバは典型的な
場合、シングルモード光ファイバに継ぎあわされる。た
とえば数百ミリワットから１ワットを越えるクラッドポ
ンピングファイバのポンピングクラッドからの残留光
は、シングルモードファイバのクラッド又は保護被膜中
に伝えられる。この残留光は光ファイバの保護被膜又は
光ファイバのクラッド中に、直接伝えられる可能性があ
ることがわかった。シングルモードファイバのクラッド
中に伝えられた光は、保護被膜のより高い屈折率のた
め、ほとんど直接、保護被膜中に向けられる。多くの場
合、この伝えられたエネルギーは、シングルモードファ
イバ上に見い出される典型的な保護被膜を蒸発させるか
損傷を与え、それによって光通信システム全体の完全性
に影響を与える。
【０００７】本発明のシステムは、ポンピングクラッド
からの少くとも１ワットの残留光が伝送された時、光フ
ァイバの保護被膜に本質的な損傷を与えることを防止す
る手段を備えることにより、この問題を避ける。（手段
という用語には、ファイバレーザ又は光ファイバの一部
又は外部であっても、そのような損傷を防止する任意の
方法又は製品を含む。本質的な損傷というのは、たとえ
ば保護被膜下の光ファイバ要素（たとえばクラッド）が
露出されるほどに、溶融又は部分的あるいは完全に蒸発
するというように損傷を受けた被膜を意味する。“少く
とも１ワットの伝送”というのは、１ワット又はそれ以
上の残留光が伝送されるシステムに、本発明を限定せ
ず、手段は１ワット以下の残留光に対して損傷を防止し
ないということは意味しない。そうではなく、この表現
はこの手段は最低でも、１ワットを含む１ワットまでの
残留光に対して本質的な損傷が防止され、この手段に依
存すると、１ワット以上の残留光に対して本質的な損傷
が防止されることを意味する。）一実施例において、手
段は光ファイバ、たとえばシングルモード光ファイバ上
の保護被膜を構成する材料で、材料は本質的な損傷を与
えることなく、残留光に耐えることができる。別の実施
例において、手段はクラッドポンピングファイバと光フ
ァイバが固着される所に配置された製品で、製品は５０
−７０μｍ厚の約１００℃の熱的安定性をもつ従来の保
護被膜が、本質的な損傷を受けないで保たれるように、
残留光の少くとも一部を吸収及び放射できる。それによ
り、本発明の光通信システムは、ポンピングクラッドか
ら固着された光ファイバ中で伝送される残留光により生
じる問題を避けながら、クラッドポンピング・ファイバ
レーザで得られる望ましい特性の利点を得ることができ
る。
からの少くとも１ワットの残留光が伝送された時、光フ
ァイバの保護被膜に本質的な損傷を与えることを防止す
る手段を備えることにより、この問題を避ける。（手段
という用語には、ファイバレーザ又は光ファイバの一部
又は外部であっても、そのような損傷を防止する任意の
方法又は製品を含む。本質的な損傷というのは、たとえ
ば保護被膜下の光ファイバ要素（たとえばクラッド）が
露出されるほどに、溶融又は部分的あるいは完全に蒸発
するというように損傷を受けた被膜を意味する。“少く
とも１ワットの伝送”というのは、１ワット又はそれ以
上の残留光が伝送されるシステムに、本発明を限定せ
ず、手段は１ワット以下の残留光に対して損傷を防止し
ないということは意味しない。そうではなく、この表現
はこの手段は最低でも、１ワットを含む１ワットまでの
残留光に対して本質的な損傷が防止され、この手段に依
存すると、１ワット以上の残留光に対して本質的な損傷
が防止されることを意味する。）一実施例において、手
段は光ファイバ、たとえばシングルモード光ファイバ上
の保護被膜を構成する材料で、材料は本質的な損傷を与
えることなく、残留光に耐えることができる。別の実施
例において、手段はクラッドポンピングファイバと光フ
ァイバが固着される所に配置された製品で、製品は５０
−７０μｍ厚の約１００℃の熱的安定性をもつ従来の保
護被膜が、本質的な損傷を受けないで保たれるように、
残留光の少くとも一部を吸収及び放射できる。それによ
り、本発明の光通信システムは、ポンピングクラッドか
ら固着された光ファイバ中で伝送される残留光により生
じる問題を避けながら、クラッドポンピング・ファイバ
レーザで得られる望ましい特性の利点を得ることができ
る。
【０００８】
【本発明の詳細な記述】上で述べた寸法及び図３から、
典型的な場合、クラッドポンピング・ファイバレーザの
クラッドポンピングファイバ（１０）のポンピングクラ
ッド（１４）の断面領域は、固着されるシングルモード
ファイバ（２０）のクラッド（２４）又は保護被膜（２
６）の断面領域に重なることが明らかである。この重な
りにより、光通信システムの動作に重要な問題が生じる
ことがわかった。具体的には、クラッドポンピングファ
イバは典型的な場合、たとえばダイオードレーザアレイ
のような光源からポンピングクラッド中を通過する光の
約８５−９５％の吸収が生じる長さを有するよう設計さ
れる。電流クラッドポンピング・ファイバレーザの場
合、約２乃至約２０ワットの範囲のパワーを有し、残り
の５−１５％により、たとえば数百ミリワットから１ワ
ットを越える範囲の残留ポンピング光が生じる可能性が
ある。クラッドポンピング・ファイバレーザの場合、よ
り高い出力が考えられ、そのような出力により約３ワッ
トに達する残留光を生じる。
典型的な場合、クラッドポンピング・ファイバレーザの
クラッドポンピングファイバ（１０）のポンピングクラ
ッド（１４）の断面領域は、固着されるシングルモード
ファイバ（２０）のクラッド（２４）又は保護被膜（２
６）の断面領域に重なることが明らかである。この重な
りにより、光通信システムの動作に重要な問題が生じる
ことがわかった。具体的には、クラッドポンピングファ
イバは典型的な場合、たとえばダイオードレーザアレイ
のような光源からポンピングクラッド中を通過する光の
約８５−９５％の吸収が生じる長さを有するよう設計さ
れる。電流クラッドポンピング・ファイバレーザの場
合、約２乃至約２０ワットの範囲のパワーを有し、残り
の５−１５％により、たとえば数百ミリワットから１ワ
ットを越える範囲の残留ポンピング光が生じる可能性が
ある。クラッドポンピング・ファイバレーザの場合、よ
り高い出力が考えられ、そのような出力により約３ワッ
トに達する残留光を生じる。
【０００９】残留光はポンピングクラッドから、２つの
ファイバの相互接続において、シングルモードファイバ
のクラッド又は保護被膜中に入る。そして、光ファイバ
の保護被膜は典型的な場合、クラッドより高い屈折率を
もつため、ファイバのクラッドに入った光は、ほとんど
そのままファイバの保護被膜中に向けられる。従って、
もしすべての残留光がファイバのクラッド中に入ったと
しても、光はファイバの被膜中に向けられるであろう。
電流ファイバレーザからの残留ワットは、本質的に損傷
を与えるのに十分で、シングルモードファイバの典型的
なアクリル樹脂保護被膜を蒸発させることすらある。こ
の損傷が生じる実際の長さは、残留光のワット数及び保
護被膜の材料といった変数に依存する。保護被膜中に熱
によって生じた変化すべてが、ファイバの内部要素を露
出する訳ではない。
ファイバの相互接続において、シングルモードファイバ
のクラッド又は保護被膜中に入る。そして、光ファイバ
の保護被膜は典型的な場合、クラッドより高い屈折率を
もつため、ファイバのクラッドに入った光は、ほとんど
そのままファイバの保護被膜中に向けられる。従って、
もしすべての残留光がファイバのクラッド中に入ったと
しても、光はファイバの被膜中に向けられるであろう。
電流ファイバレーザからの残留ワットは、本質的に損傷
を与えるのに十分で、シングルモードファイバの典型的
なアクリル樹脂保護被膜を蒸発させることすらある。こ
の損傷が生じる実際の長さは、残留光のワット数及び保
護被膜の材料といった変数に依存する。保護被膜中に熱
によって生じた変化すべてが、ファイバの内部要素を露
出する訳ではない。
【００１０】本発明の光通信システムでは、ポンピング
クラッドからの少くとも１ワットの残留光が伝送された
時、光ファイバの保護被膜に本質的な損傷が生じるのを
防止する手段を設ける。手段は以下の実施例で述べられ
ているように、そのような損傷を防止する任意の方法又
は製品を含む。たとえば、手段はクラッドポンピング・
ファイバレーザ又はファイバレーザ又は光ファイバに固
着すべき光ファイバの一部、あるいはファイバレーザ又
は光ファイバの外部にあってよい。現在考えられるクラ
ッドポンピング・ファイバレーザの場合、手段は約３ワ
ットの残留パワーまで、本質的な損失を防止することが
できると有利である。しかし、クラッドポンピング・フ
ァイバレーザのパワーが増すにつれ、残留パワーはより
高くなり、手段はそれに従って調整しなければならない
であろう。
クラッドからの少くとも１ワットの残留光が伝送された
時、光ファイバの保護被膜に本質的な損傷が生じるのを
防止する手段を設ける。手段は以下の実施例で述べられ
ているように、そのような損傷を防止する任意の方法又
は製品を含む。たとえば、手段はクラッドポンピング・
ファイバレーザ又はファイバレーザ又は光ファイバに固
着すべき光ファイバの一部、あるいはファイバレーザ又
は光ファイバの外部にあってよい。現在考えられるクラ
ッドポンピング・ファイバレーザの場合、手段は約３ワ
ットの残留パワーまで、本質的な損失を防止することが
できると有利である。しかし、クラッドポンピング・フ
ァイバレーザのパワーが増すにつれ、残留パワーはより
高くなり、手段はそれに従って調整しなければならない
であろう。
【００１１】一実施例において、残留光の問題は、ポン
ピングクラッドからシングルモードファイバのクラッド
又は保護被膜中に伝送される少くとも１ワットの光に対
し、本質的な損傷を生じることなく耐えられる材料（以
後熱抵抗材料とよぶ）で形成された保護被膜を有するシ
ングルモードファイバを用いることにより、避けられ
る。（材料という用語は、以下で述べるように、単一材
料とともに、混合物又は材料の組合せを含む。）
ピングクラッドからシングルモードファイバのクラッド
又は保護被膜中に伝送される少くとも１ワットの光に対
し、本質的な損傷を生じることなく耐えられる材料（以
後熱抵抗材料とよぶ）で形成された保護被膜を有するシ
ングルモードファイバを用いることにより、避けられ
る。（材料という用語は、以下で述べるように、単一材
料とともに、混合物又は材料の組合せを含む。）
【００１２】場合によっては、ポンピングクラッドから
伝送された残留光に耐えられる熱抵抗材料の能力は、材
料の熱的安定性により測られる。熱抵抗材料は約２００
℃まで熱的に安定であると有利である。しかし、熱的安
定性のみでは、伝送される光に耐える熱抵抗材料の能力
を決めることに対し、すべての場合に適している訳では
ない。たとえば、熱抵抗材料はわずか１００℃の熱的安
定性を有する従来のポリマ保護膜上の金属スリーブ、た
とえば銅との組合せでもよい。たとえ、ポリマの熱的安
定性が比較的低くても、金属が伝送された残留光を熱と
して、適切に伝え消散させる。（伝達及び消散というの
は、金属が残留光を熱として伝え、たとえば金属の表面
から対流により、熱として消散させることを示す。）
伝送された残留光に耐えられる熱抵抗材料の能力は、材
料の熱的安定性により測られる。熱抵抗材料は約２００
℃まで熱的に安定であると有利である。しかし、熱的安
定性のみでは、伝送される光に耐える熱抵抗材料の能力
を決めることに対し、すべての場合に適している訳では
ない。たとえば、熱抵抗材料はわずか１００℃の熱的安
定性を有する従来のポリマ保護膜上の金属スリーブ、た
とえば銅との組合せでもよい。たとえ、ポリマの熱的安
定性が比較的低くても、金属が伝送された残留光を熱と
して、適切に伝え消散させる。（伝達及び消散というの
は、金属が残留光を熱として伝え、たとえば金属の表面
から対流により、熱として消散させることを示す。）
【００１３】可能な熱抵抗材料には、金属元素及び合
金、高熱安定性ポリマ及び金属／ポリマの組合せが含ま
れる。適当な金属には、金（約７５０℃まで熱的に安
定）、アルミニウム（約５００℃まで熱的に安定）及び
銅が含まれる。適当な高熱安定性ポリマには、ポリイミ
ド（約３００℃まで熱的に安定）、エポキシド、ポリエ
ーテル・エーテルケトン（ＰＥＥＫ）及びテフロン（登
録商標）が含まれる。熱抵抗材料で形成される保護被膜
は、保護被膜の通常の保護機能も与えながら、ポンピン
グクラッドから伝えられる残留光に耐えなければならな
い。被膜はまた、ファイバのクラッドより大きな屈折率
をもつ必要がある。
金、高熱安定性ポリマ及び金属／ポリマの組合せが含ま
れる。適当な金属には、金（約７５０℃まで熱的に安
定）、アルミニウム（約５００℃まで熱的に安定）及び
銅が含まれる。適当な高熱安定性ポリマには、ポリイミ
ド（約３００℃まで熱的に安定）、エポキシド、ポリエ
ーテル・エーテルケトン（ＰＥＥＫ）及びテフロン（登
録商標）が含まれる。熱抵抗材料で形成される保護被膜
は、保護被膜の通常の保護機能も与えながら、ポンピン
グクラッドから伝えられる残留光に耐えなければならな
い。被膜はまた、ファイバのクラッドより大きな屈折率
をもつ必要がある。
【００１４】熱抵抗材料で形成される保護被膜は、クラ
ッドファイバレーザの低屈折率被膜が終わる点から少く
とも約５cmの長さに渡って、シングルモードファイバ上
に配置すると有利である。ファイバの残りの長さは、同
じ熱抵抗材料又はより一般的な材料の保護被膜をもつこ
とが可能である。熱抵抗材料で形成される保護被膜の必
要な長さは、クラッドポンピング・ファイバレーザから
伝送される残留パワー及び用いる具体的な熱抵抗材料に
依存する。熱抵抗材料で形成される保護被膜の厚さも、
具体的な熱抵抗材料及び残留パワーに依存して変化す
る。加えて、厚さ及び長さは、熱抵抗材料で形成される
より薄い保護被膜は典型的な場合、同じ材料のより厚い
被膜より長い距離で配置する必要があるという点で関連
している。一般に、本発明のこの実施例において、金属
熱抵抗材料（金属／ポリマの組合せではない）で形成さ
れる保護被膜は、数μｍ乃至約２０μｍの厚さを有し、
ポリマ熱抵抗材料で形成される保護被膜は、約３０乃至
約６０μｍの厚さをもつ。
ッドファイバレーザの低屈折率被膜が終わる点から少く
とも約５cmの長さに渡って、シングルモードファイバ上
に配置すると有利である。ファイバの残りの長さは、同
じ熱抵抗材料又はより一般的な材料の保護被膜をもつこ
とが可能である。熱抵抗材料で形成される保護被膜の必
要な長さは、クラッドポンピング・ファイバレーザから
伝送される残留パワー及び用いる具体的な熱抵抗材料に
依存する。熱抵抗材料で形成される保護被膜の厚さも、
具体的な熱抵抗材料及び残留パワーに依存して変化す
る。加えて、厚さ及び長さは、熱抵抗材料で形成される
より薄い保護被膜は典型的な場合、同じ材料のより厚い
被膜より長い距離で配置する必要があるという点で関連
している。一般に、本発明のこの実施例において、金属
熱抵抗材料（金属／ポリマの組合せではない）で形成さ
れる保護被膜は、数μｍ乃至約２０μｍの厚さを有し、
ポリマ熱抵抗材料で形成される保護被膜は、約３０乃至
約６０μｍの厚さをもつ。
【００１５】本発明の別の実施例において、残留光によ
り生じる損傷を防止する手段は、クラッドポンピングフ
ァイバ及び光ファイバの固着点に配置された製品であ
る。製品はポンピングクラッドから伝送された残留光に
より生じた熱の少くとも一部を伝達及び消散させ、光フ
ァイバの保護被膜への本質的な損傷を防止する。具体的
には、製品は通常の保護被膜に対する本質的な損傷を防
止すると有利である。たとえば、５０−７０μｍの保護
被膜は約１００℃の熱安定性をもつ。この機能を与える
任意の適切な製品が、製品が光システムの動作を妨げな
い限り十分である。また、将来のクラッドポンピング・
ファイバレーザのパワーを考えると、製品はポンピング
クラッドから伝送される約３ワットの光まで、伝達し消
散する必要があると予想される。
り生じる損傷を防止する手段は、クラッドポンピングフ
ァイバ及び光ファイバの固着点に配置された製品であ
る。製品はポンピングクラッドから伝送された残留光に
より生じた熱の少くとも一部を伝達及び消散させ、光フ
ァイバの保護被膜への本質的な損傷を防止する。具体的
には、製品は通常の保護被膜に対する本質的な損傷を防
止すると有利である。たとえば、５０−７０μｍの保護
被膜は約１００℃の熱安定性をもつ。この機能を与える
任意の適切な製品が、製品が光システムの動作を妨げな
い限り十分である。また、将来のクラッドポンピング・
ファイバレーザのパワーを考えると、製品はポンピング
クラッドから伝送される約３ワットの光まで、伝達し消
散する必要があると予想される。
【００１６】製品は残留光を熱として伝達かつ消散する
のに適した熱的特性を有する金属で形成するのが有利で
ある。たとえば銅とアルミニウムが含まれる。そのよう
な製品は、上の実施例のシステム中で用いること、すな
わち少くとも１ワットの残留光に耐えることのできる材
料で形成された保護被膜を有するシングルモードファイ
バと組合せて用いることが可能である。この第２の実施
例の製品の一例は、クラッドポンピングファイバと光フ
ァイバ間の固着点に配置された金属ブロックで、ブロッ
クは伝達されたパワーを吸収し、消散するヒートシンク
として働く。金属ブロックは固着点でクラッドポンピン
グファイバ又は光ファイバを機械的に支持する溝をもた
せることが可能である。加えて、クラッドポンピングフ
ァイバ又は光ファイバが金属又は金属／ポリマ保護被膜
を有する場合、金属ブロックもはんだづけ可能な表面を
もつ。
のに適した熱的特性を有する金属で形成するのが有利で
ある。たとえば銅とアルミニウムが含まれる。そのよう
な製品は、上の実施例のシステム中で用いること、すな
わち少くとも１ワットの残留光に耐えることのできる材
料で形成された保護被膜を有するシングルモードファイ
バと組合せて用いることが可能である。この第２の実施
例の製品の一例は、クラッドポンピングファイバと光フ
ァイバ間の固着点に配置された金属ブロックで、ブロッ
クは伝達されたパワーを吸収し、消散するヒートシンク
として働く。金属ブロックは固着点でクラッドポンピン
グファイバ又は光ファイバを機械的に支持する溝をもた
せることが可能である。加えて、クラッドポンピングフ
ァイバ又は光ファイバが金属又は金属／ポリマ保護被膜
を有する場合、金属ブロックもはんだづけ可能な表面を
もつ。
【００１７】クラッドポンピング・ファイバレーザが使
用可能な光通信システムの例は、権利者を同じくする米
国特許第５，０５０，９４９号、第５，０５８，９７６
号、第５，１１５，３３８号及び第５，２３７，５７６
号に述べられている。それらの内容は引用文献としてこ
こに含まれる。
用可能な光通信システムの例は、権利者を同じくする米
国特許第５，０５０，９４９号、第５，０５８，９７６
号、第５，１１５，３３８号及び第５，２３７，５７６
号に述べられている。それらの内容は引用文献としてこ
こに含まれる。
【００１８】本発明の光通信システムはクラッドポンピ
ング・ファイバレーザにより得られる望ましい特性を利
用することができ、一方ポンピングクラッドから被膜中
に伝送される残留光により生じる伝送ファイバの従来の
保護被膜に対する損傷から発生する可能性のある問題を
避ける。
ング・ファイバレーザにより得られる望ましい特性を利
用することができ、一方ポンピングクラッドから被膜中
に伝送される残留光により生じる伝送ファイバの従来の
保護被膜に対する損傷から発生する可能性のある問題を
避ける。
【００１９】例１ クラッドポンピングファイバの形状を有し、中心のシン
グルモードコアをもたない（コアレス）ファイバを用意
した。具体的には、コアレスファイバは１２５μｍの直
径を有する円形シリカ領域を有し、それはクラッドポン
ピング・ファイバレーザ中のポンピングクラッドの直径
に対応する。コアレスファイバはアクリル樹脂被覆シン
グルモードファイバに継ぎあわせた。シングルモードフ
ァイバは８．３μｍの直径を有し、直径１２５μｍのク
ラッドで囲まれたコアを有した。アクリル樹脂被膜はク
ラッドを囲み、２５０μｍの直径を有した。従って、コ
アレスファイバの断面領域は、シングルモードファイバ
のクラッドと重なった。コアレスファイバはクラッドポ
ンピング・ファイバレーザの代わりに用いられ、ファイ
バを通して伝送されるすべての光を、固着されたシング
ルモードファイバ中を通すことができた。８０７ｎｍの
１ワットの光をコアレスファイバを通して伝送し、レー
ザ／ファイバ接続点から約１−２cmの長さで、シングル
モードファイバ上のアクリル樹脂被膜を本質的に蒸発さ
せた。
グルモードコアをもたない（コアレス）ファイバを用意
した。具体的には、コアレスファイバは１２５μｍの直
径を有する円形シリカ領域を有し、それはクラッドポン
ピング・ファイバレーザ中のポンピングクラッドの直径
に対応する。コアレスファイバはアクリル樹脂被覆シン
グルモードファイバに継ぎあわせた。シングルモードフ
ァイバは８．３μｍの直径を有し、直径１２５μｍのク
ラッドで囲まれたコアを有した。アクリル樹脂被膜はク
ラッドを囲み、２５０μｍの直径を有した。従って、コ
アレスファイバの断面領域は、シングルモードファイバ
のクラッドと重なった。コアレスファイバはクラッドポ
ンピング・ファイバレーザの代わりに用いられ、ファイ
バを通して伝送されるすべての光を、固着されたシング
ルモードファイバ中を通すことができた。８０７ｎｍの
１ワットの光をコアレスファイバを通して伝送し、レー
ザ／ファイバ接続点から約１−２cmの長さで、シングル
モードファイバ上のアクリル樹脂被膜を本質的に蒸発さ
せた。
【００２０】例２ 例１と同じコア及びクラッドの寸法をもつが、クラッド
上に１５μｍ厚の金保護被膜を有するシングルモードフ
ァイバを、例１で用いたのと同じコアレスファイバに継
いだ。金被膜は８０７ｎｍの１．０ワットの光に耐え、
損傷は生じなかった。
上に１５μｍ厚の金保護被膜を有するシングルモードフ
ァイバを、例１で用いたのと同じコアレスファイバに継
いだ。金被膜は８０７ｎｍの１．０ワットの光に耐え、
損傷は生じなかった。
【００２１】ここで述べた説明及び実施例を考えると、
当業者には、本発明の他の実施例が明らかであろう。
当業者には、本発明の他の実施例が明らかであろう。
【図１】典型的なクラッドポンピングレーザの断面端面
図である。
図である。
【図２】典型的なシングルモード伝送ファイバの断面端
面図である。
面図である。
【図３】それぞれ図１及び図２のクラッドポンピングフ
ァイバ及びシングルモード伝送ファイバの断面側面図で
ある。
ァイバ及びシングルモード伝送ファイバの断面側面図で
ある。
１０ クラッドポンピング・ファイバレーザ、クラッド
ポンピングファイバ １２ シングルモードコア、コア １４ ポンピングクラッド、クラッド １６ ポリマクラッド層、ポリマクラッド １８ 保護被膜 ２０ シングルモード伝送ファイバ、シングルモードフ
ァイバ ２２ コア ２４ クラッド ２６ 保護被膜
ポンピングファイバ １２ シングルモードコア、コア １４ ポンピングクラッド、クラッド １６ ポリマクラッド層、ポリマクラッド １８ 保護被膜 ２０ シングルモード伝送ファイバ、シングルモードフ
ァイバ ２２ コア ２４ クラッド ２６ 保護被膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケネス リー ウォーカー アメリカ合衆国 07974 ニュージャーシ ィ，ニュープロヴィデンス，セントラル アヴェニュー 1003
Claims (14)
- 【請求項１】 光源；ポンピングクラッドを含むクラッ
ドポンピング・ファイバレーザ；クラッドポンピング・
ファイバレーザに固着され、クラッド及び保護被膜を含
む光ファイバ；及びポンピングクラッドから少くとも１
ワットの残留光が伝送された時、光ファイバの保護被膜
への本質的な損傷を防止する手段を含む光通信システ
ム。 - 【請求項２】 光ファイバはシングルモードファイバで
ある請求項１記載の光通信システム。 - 【請求項３】 手段は保護被膜を構成する材料で、材料
は本質的な損傷を与えることなく、少くとも１ワットの
残留光に耐えられる請求項２記載の光通信システム。 - 【請求項４】 材料は金属、ポリマ又は金属及びポリマ
の両方を含む請求項３記載の光通信システム。 - 【請求項５】 材料は金、アルミニウム及び銅から選択
された金属を含む請求項４記載の光通信システム。 - 【請求項６】 材料は光ファイバのクラッドの屈折率よ
り高い屈折率を有し、ポリイミド、ポリエーテル・エー
テルケトン、テフロン（登録商標）及びエポキシドから
選択されたポリマを含む請求項４記載の光通信システ
ム。 - 【請求項７】 材料は金属及びポリマを含む請求項４記
載の光通信システム。 - 【請求項８】 クラッドポンピング・ファイバレーザ及
び光ファイバ間の固着点における金属支持部を更に含む
請求項３記載の光通信システム。 - 【請求項９】 保護被膜を構成する材料は、約２００℃
まで熱的に安定である請求項３記載の光通信システム。 - 【請求項１０】 手段はクラッドポンピング・ファイバ
レーザと光ファイバレーザ間の固着点に配置された製品
で、製品は残留光の少くとも一部を熱として伝えかつ消
散させ、光ファイバの保護被膜への本質的な損傷を防止
することができる請求項１記載の光通信システム。 - 【請求項１１】 製品は約１００℃の熱的安定性を有す
る５０−７０μｍ厚の保護被膜への本質的な損傷を防止
する請求項１０記載の光通信システム。 - 【請求項１２】 製品は金属を含む請求項１０記載の光
通信システム。 - 【請求項１３】 金属は銅及びアルミニウムから選択さ
れる請求項１２記載の光通信システム。 - 【請求項１４】 製品はクラッドポンピング・ファイバ
レーザ、光ファイバ又はレーザ及びファイバの両方を支
持する溝を有する金属ブロックを含む請求項１０記載の
光通信システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/871081 | 1997-06-09 | ||
| US08/871,081 US5898715A (en) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | Optical communication system comprising a cladding pumped fiber laser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1117263A true JPH1117263A (ja) | 1999-01-22 |
| JP3433900B2 JP3433900B2 (ja) | 2003-08-04 |
Family
ID=25356685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16019698A Expired - Fee Related JP3433900B2 (ja) | 1997-06-09 | 1998-06-09 | クラッドポンピング・ファイバレーザを含む光通信システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5898715A (ja) |
| EP (1) | EP0884813B1 (ja) |
| JP (1) | JP3433900B2 (ja) |
| DE (1) | DE69800008T2 (ja) |
Cited By (2)
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| JP2008187100A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-14 | Fujikura Ltd | 残留光除去構造、これを用いた光ファイバレーザ及び光ファイバ増幅器 |
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