JPH1129334A - Silica glass doped with bismuth, its production, optical fiber using its glass, and optical amplifier - Google Patents

Silica glass doped with bismuth, its production, optical fiber using its glass, and optical amplifier

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JPH1129334A
JPH1129334A JP10051893A JP5189398A JPH1129334A JP H1129334 A JPH1129334 A JP H1129334A JP 10051893 A JP10051893 A JP 10051893A JP 5189398 A JP5189398 A JP 5189398A JP H1129334 A JPH1129334 A JP H1129334A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an optical fiber capable of amplification in a lower disperse region by using a silica glass provided with uniformly dispersed zeolite materials therein each formed of unit cells whose central sites each doped with bismuth to be clustered. SOLUTION: This silica glass for the optical fiber is obtained by the following: forming a zeolite doped with bismuth by mixing a zeolite with an aqueous solution of bismuth nitrite, stirring the mixture at room temperatures for a predetermined time, and subjecting it to filtration and dehydration; adjusting an acidity of an aqueous solution of silicon alcoholate such as tetraethyl orthosilicate and mixing this solution with an aqueous solution containing silica particles obtained by mixing silicon alcoholate, ethanol, and ammonium in the ratio of 1:1 in terms of SiO2 ; blending this resultant mixture with an aqueous solution of the zeolite doped with bismuth adjusted to a predetermined concentration so as to form a gel; and subjecting the gel to dehydration, temporary bake, and burning, thus obtaining the silica glass with clustered bismuth in the central sites of the unit cells forming a zeolite material.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、石英ガラス中にB
i(ビスマス)をドープするための技術に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing B in quartz glass.
The present invention relates to a technique for doping i (bismuth).

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、光通信システムにおいては、信
号伝送用として、通常、安価で入手容易なシングルモー
ドの石英系光ファイバが使用されている。また、このよ
うな光ファイバ中を伝送する途中で減衰した光を増幅す
るために、誘導放出効果によって信号光を光電変換する
ことなく直接に増幅する増幅用光ファイバが使用される
場合がある。
2. Description of the Related Art In general, in an optical communication system, an inexpensive and easily available single-mode quartz optical fiber is usually used for signal transmission. In addition, in order to amplify light attenuated during transmission in such an optical fiber, an amplification optical fiber that directly amplifies signal light without photoelectrically converting it by the stimulated emission effect may be used.

【0003】ところで、信号伝送用の通常の石英系の光
ファイバの零分散波長は1.3μm帯にある。
Incidentally, the zero-dispersion wavelength of an ordinary silica-based optical fiber for signal transmission is in the 1.3 μm band.

【0004】したがって、増幅用光ファイバとしても、
信号歪みの少ない1.3μm帯に増幅特性を有するものを
使用したいという要求がある。
[0004] Therefore, also as an amplification optical fiber,
There is a demand to use an amplifier having an amplification characteristic in the 1.3 μm band where signal distortion is small.

【0005】このような1.3μm帯に増幅特性を有する
光ファイバとして、従来、たとえば、弗化物ガラスにP
r(プラセオジウム)をドープした構成のものが提供され
ている。
[0005] As such an optical fiber having an amplification characteristic in the 1.3 µm band, conventionally, for example, P-fluoride glass has been used.
A configuration doped with r (praseodymium) is provided.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな弗化物ガラスを主体とした増幅用光ファイバは、水
分の影響を受けて強度劣化を起こして信頼性に欠けるき
らいがあり、また、通常の伝送用の石英系の光ファイバ
との融着接続が成分構成が異なるために困難で、しか
も、石英系のものに比較して高価である。
However, such an amplification optical fiber mainly composed of fluoride glass is liable to be deteriorated in strength due to the influence of moisture and lack reliability. Fusion splicing with a silica-based optical fiber for transmission is difficult due to the different component configurations, and is more expensive than a quartz-based optical fiber.

【0007】このため、1.3μm帯に増幅特性を有する
石英系の光ファイバを得たいという要求がある。
For this reason, there is a demand to obtain a silica-based optical fiber having an amplification characteristic in the 1.3 μm band.

【0008】一方、核融合などに使用されるレーザ媒質
として、1.3μm帯で高輝度、高出力のレーザ光を発生
できるものを得たいという要求もある。
On the other hand, there is also a demand for obtaining a laser medium capable of generating high-brightness, high-output laser light in a 1.3 μm band as a laser medium used for nuclear fusion and the like.

【0009】そこで、本発明は、このような要求に応え
ることができる石英系のガラス、それを用いた光ファイ
バ、および光増幅器を提供できるようにすることを課題
とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a silica-based glass, an optical fiber and an optical amplifier using the same, which can meet such demands.

【0010】[0010]

【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、次の構成を採る。
The present invention employs the following structure in order to solve the above-mentioned problems.

【0011】すなわち、請求項1記載に係るビスマスド
ープ石英ガラスは、石英ガラス中にゼオライトが均一分
散されており、ゼオライトを構成するユニットセル内の
中央サイトにビスマスがクラスタ化されてドープされて
いることを特徴とする。
That is, in the bismuth-doped quartz glass according to the first aspect, zeolite is uniformly dispersed in the quartz glass, and bismuth is clustered and doped at a central site in a unit cell constituting the zeolite. It is characterized by the following.

【0012】また、請求項2記載に係るビスマスドープ
石英ガラスの製造方法では、硝酸ビスマスの水溶液にゼ
オライトを混合し、この水溶液を室温下で所定時間にわ
たって撹拌した後、これを乾燥させてビスマスドープゼ
オライトを生成し、このビスマスドープゼオライトを石
英を主成分とするゾル中に混入し、このゾルをゲル化し
てから、乾燥、焼結してガラス化することを特徴とす
る。
Further, in the method for producing bismuth-doped quartz glass according to claim 2, zeolite is mixed with an aqueous solution of bismuth nitrate, and the aqueous solution is stirred at room temperature for a predetermined time and then dried to dry the bismuth-doped quartz glass. A zeolite is produced, this bismuth-doped zeolite is mixed into a sol containing quartz as a main component, the sol is gelled, dried, sintered and vitrified.

【0013】請求項3記載の光ファイバは、請求項1記
載のビスマスドープ石英ガラスを使用して構成されてい
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an optical fiber using the bismuth-doped quartz glass according to the first aspect.

【0014】請求項4記載の光増幅器は、請求項3記載
の光ファイバが増幅素子として使用されている。
An optical amplifier according to a fourth aspect uses the optical fiber according to the third aspect as an amplifying element.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明のビスマスドープ石英ガラ
スは、石英ガラス中にゼオライトが均一分散されてお
り、図1に示すように、そのゼオライトを構成するユニ
ットセル内の中央サイトにビスマスがクラスタ化されて
ドープされている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the bismuth-doped quartz glass of the present invention, zeolite is uniformly dispersed in quartz glass. As shown in FIG. 1, bismuth is clustered at a central site in a unit cell constituting the zeolite. And doped.

【0016】また、本発明のビスマスドープ石英ガラス
の製造方法は、硝酸ビスマスの水溶液にゼオライトを混
合し、この水溶液を室温下で所定時間にわたって撹拌し
た後、これを乾燥させてビスマスドープゼオライトを生
成する。次に、ゾル・ゲル法を適用して、このビスマス
ドープゼオライトを石英を主成分とするゾル中に混入
し、このゾルをゲル化してから、乾燥、焼結してガラス
化する。
In the method for producing bismuth-doped quartz glass according to the present invention, a bismuth-doped zeolite is produced by mixing zeolite with an aqueous solution of bismuth nitrate, stirring this aqueous solution at room temperature for a predetermined period of time, and drying it. I do. Next, by applying a sol-gel method, the bismuth-doped zeolite is mixed into a sol containing quartz as a main component, the sol is gelled, dried, sintered and vitrified.

【0017】また、本発明の光ファイバは、請求項1記
載のビスマスドープ石英ガラスを使用して構成されてい
る。
Further, the optical fiber of the present invention is constituted by using the bismuth-doped quartz glass according to the first aspect.

【0018】さらに、本発明の光増幅器は、請求項3記
載の光ファイバが増幅素子として使用されている。
Further, in the optical amplifier of the present invention, the optical fiber according to claim 3 is used as an amplifying element.

【0019】このようなビスマスドープ石英ガラスで構
成された光ファイバを増幅素子として用いた光増幅器の
構成を図2に示す。
FIG. 2 shows a configuration of an optical amplifier using such an optical fiber made of bismuth-doped quartz glass as an amplifying element.

【0020】図2において、aは増幅素子としての光フ
ァイバ、bは光ファイバaをポンピングする励起光を発生
する励起光源としてのレーザダイオード、cは励起光を
光ファイバaに導くための光カプラ、dは信号光のみを一
方向にのみ通過させる偏波無依存型のアイソレータ、
e1,e2は信号光の入射端および出射端である。
In FIG. 2, a is an optical fiber as an amplifying element, b is a laser diode as a pumping light source for generating pumping light for pumping the optical fiber a, and c is an optical coupler for guiding the pumping light to the optical fiber a. , D is a polarization-independent isolator that passes only signal light in one direction,
e 1 and e 2 are an input end and an output end of the signal light.

【0021】そして、増幅素子となる光ファイバaの前
後には、通常の石英系の光ファイバが接続される。
An ordinary silica-based optical fiber is connected before and after the optical fiber a serving as an amplification element.

【0022】この構成では、レーザダイオードbからの
励起光(たとえば、0.81μm)が光カプラcを経由して
増幅用の光ファイバaに入射されてこれがポンピングさ
れている状態で、信号光(たとえば波長1.3μm)がアイ
ソレータdを通過して光ファイバaに入射されると、この
信号光が誘導放出効果によって増幅され、増幅された信
号光のみが光カプラc、アイソレータdを経由して出射さ
れる。
In this configuration, the pump light (for example, 0.81 μm) from the laser diode b is incident on the amplification optical fiber a via the optical coupler c and is pumped while the signal light (eg, 0.81 μm) is being pumped. When a wavelength of 1.3 μm passes through the isolator d and enters the optical fiber a, this signal light is amplified by the stimulated emission effect, and only the amplified signal light passes through the optical coupler c and the isolator d. Is emitted.

【0023】なお、図2に示したものは、いわゆる後方
励起型のものであるが、信号光と励起光とを同じ方向か
ら入射する前方励起型のものであってもよい。
Although FIG. 2 shows a so-called backward pumping type, a forward pumping type in which signal light and pumping light are incident from the same direction may be used.

【0024】[0024]

【実施例】次に、ビスマスドープ石英ガラスを製造する
方法について具体例を挙げて説明するとともに、製造後
のビスマスドープ石英ガラスの特性についても説明す
る。
Next, a method for producing bismuth-doped quartz glass will be described with reference to specific examples, and characteristics of the bismuth-doped quartz glass after production will also be described.

【0025】(製造方法) 1.前処理工程工程a まず、原料のゼオライト(ここでは特にタイプX)を飽和
塩化アンモニュウム水溶液中に投入する。
(Manufacturing method) 1. Pretreatment step Step a First, a raw material zeolite (in particular, type X in this case) is charged into a saturated aqueous ammonium chloride solution.

【0026】そして、このゼオライトが混入された水溶
液を十分な時間をかけて撹拌し、これを静置した後、上
澄み液を捨てる。
Then, the aqueous solution mixed with the zeolite is stirred for a sufficient time, and is left to stand. Then, the supernatant is discarded.

【0027】これにより、ゼオライト中のNa+がNH4 +
と置換されたゼオライトが得られる。
Thus, the Na + in the zeolite becomes NH 4 +
Is obtained.

【0028】工程b 工程aで得られたゼオライトを、硝酸ビスマス[Bi(N
O)3]の水溶液中に混合し、これを室温(25℃前後)下
で十分な時間をかけて(たとえば1時間程度)撹拌する。
Step b The zeolite obtained in step a is converted to bismuth nitrate [Bi (N
O) 3 ] and stirred at room temperature (around 25 ° C.) for a sufficient time (for example, about 1 hour).

【0029】この場合のゼオライト、硝酸ビスマス、お
よび水の混合割合としては、たとえば、重量比で(ゼオ
ライト)、(硝酸ビスマス):(水)=2:1:10の割合
に設定する。
In this case, the mixing ratio of zeolite, bismuth nitrate, and water is set to, for example, a weight ratio of (zeolite), (bismuth nitrate) :( water) = 2: 1: 10.

【0030】これにより、ゼオライト中のN4 +がBi3+
と置換されたビスマスドープゼオライトが得られる。し
かも、この場合のビスマスドープゼオライトは、図1に
示すように、ゼオライトを構成するユニットセル内の中
央サイト(Super cage)にビスマスがクラスタ化された
状態となって存在することになる。
As a result, N 4 + in the zeolite becomes Bi 3+
To obtain a bismuth-doped zeolite. In addition, the bismuth-doped zeolite in this case is present in a state where bismuth is clustered at the central site (super cage) in the unit cell constituting the zeolite as shown in FIG.

【0031】工程c 次に、このビスマスドープゼオライトを濾過して水分を
除き、さらに、これを乾燥器などを用いて十分に乾燥さ
せる。
Step c Next, the bismuth-doped zeolite is filtered to remove water, and further dried sufficiently using a dryer or the like.

【0032】なお、工程aを省略して工程bから、すなわ
ち、原料のゼオライトを硝酸ビスマスの水溶液中に直接
に混合する工程から始めることもできる。
It is also possible to omit step a and start from step b, ie, a step of directly mixing the raw material zeolite into an aqueous solution of bismuth nitrate.

【0033】また、工程aに代えて、次の処理を行うこ
ともできる。
The following processing can be performed instead of the step a.

【0034】まず、原料のゼオライト(ここでは特にタ
イプX)を塩化イットリウム[YCl3]の100℃の水溶
液中に投入し、この水溶液を十分な時間をかけて(たと
えば2週間)撹拌し、これを静置した後、上澄み液を捨
てる。これにより、Na+がY+と完全に置換されたゼオ
ライトが得られる。続いて、このゼオライトを飽和塩化
アンモニュウムの水溶液中に混合し、この水溶液を十分
な時間をかけて(たとえば4時間)撹拌してから、これを
静置した後、上澄み液を捨てる。これにより、ゼオライ
トを構成するユニットセル内の中央サイト(Super cag
e)に存在するY+の大部分が取り出される。その後は、
工程bに移行する。
First, a raw material zeolite (particularly type X in this case) is charged into an aqueous solution of yttrium chloride [YCl 3 ] at 100 ° C., and the aqueous solution is stirred for a sufficient time (for example, 2 weeks). After standing still, discard the supernatant. This gives a zeolite in which Na + has been completely replaced by Y + . Subsequently, the zeolite is mixed into an aqueous solution of saturated ammonium chloride, and the aqueous solution is stirred for a sufficient time (for example, 4 hours), left to stand, and the supernatant is discarded. Thereby, the central site (Super Cag) in the unit cell constituting the zeolite is obtained.
Most of Y + present in e) is extracted. After that,
Move to step b.

【0035】このように塩化イットリウムを用いた処理
を行うと、ゼオライト中のナトリウムを一層少なくでき
るので、耐水性が向上するなどの特性改善を図ることが
できる。
When the treatment using yttrium chloride is performed as described above, sodium in the zeolite can be further reduced, so that improvement of characteristics such as improvement of water resistance can be achieved.

【0036】2.本工程 この本工程では、いわゆるゾル・ゲル法(たとえば、作
花済夫著:アグネ承風社発行.『ゾル・ゲル法の科学』
参照)が適用される。以下、具体的に説明する。
2. This Step In this step, the so-called sol-gel method (for example, by Sakubana Shizuo: published by Agne Shofusha. "Science of the sol-gel method")
Apply). Hereinafter, a specific description will be given.

【0037】工程d シリコンアルコレートと水とを所定の割合で混合し、塩
酸で酸度を調整(たとえばpH=1.5に調整)した後、所
定時間(たとえば1週間程度)にわってこれを撹拌する。
Step d: Silicon alcoholate and water are mixed at a predetermined ratio, and the acidity is adjusted with hydrochloric acid (for example, to pH = 1.5). Stir.

【0038】この場合のシリコンアルコレートとして
は、テトラ・エチル・オルソ・シリケート(TEOS)
や、テトラ・メチル・オルソ・シリケート(TMOS)等
を使用することができる。また、TEOSを使用する場
合の水との混合割合としては、たとえば、重量比で(T
EOS):(水)=208:180≒10:9の割合に設
定する。
As the silicon alcoholate in this case, tetra-ethyl-ortho-silicate (TEOS)
Alternatively, tetra-methyl-ortho-silicate (TMOS) or the like can be used. When TEOS is used, the mixing ratio with water is, for example, (T
EOS) :( water) = 208: 180 ≒ 10: 9.

【0039】工程e 一方、市販のテグサOX50等やTEOS、エタノール
とアンモニア水溶液(pH≒11.5)の混合により生成す
る石英粒子と、水とを所定の割合で混合し、所定時間
(たとえば2時間程度)にわたってこれを撹拌する。
Step e On the other hand, water is mixed at a predetermined ratio with water, which is obtained by mixing commercially available Tegusa OX50 or the like, TEOS, quartz particles produced by mixing ethanol and an aqueous ammonia solution (pH ≒ 11.5), and mixing for a predetermined time.
This is stirred for about 2 hours, for example.

【0040】工程f 工程dで得られた水溶液と、工程eで得られた水溶液とを
所定の割合で混合してこれを撹拌する。
Step f The aqueous solution obtained in step d and the aqueous solution obtained in step e are mixed at a predetermined ratio and stirred.

【0041】工程d,eでそれぞれ得られた水溶液の混合
割合としては、たとえば、SiO2の量に換算して1:1
に設定する。
The mixing ratio of the aqueous solutions obtained in steps d and e is, for example, 1: 1 in terms of the amount of SiO 2.
Set to.

【0042】工程g 先の工程a〜工程cによって得られたビスマスドープゼオ
ライトを重量比で5倍の水で溶く。
Step g The bismuth-doped zeolite obtained in the preceding steps a to c is dissolved in water at a weight ratio of 5 times.

【0043】工程h 引き続いて、先の工程fで得られた水溶液と、先の工程g
で得られた水溶液とを、所望のビスマス濃度等量に合致
するように混合した後、これに0.1規定のアンモニア
溶液を添加してゲル化させる。
Step h Subsequently, the aqueous solution obtained in the previous step f is combined with the aqueous solution obtained in the previous step g.
After mixing with the aqueous solution obtained in the above, so that the desired bismuth concentration is equivalent, a 0.1 N ammonia solution is added to the mixture to cause gelation.

【0044】工程i このゲルを十分に乾燥させて水分等を除く。たとえば、
ゲルを80℃で24時間かけて乾燥させ、続いて110
℃で2週間かけて乾燥させる。
Step i This gel is sufficiently dried to remove water and the like. For example,
The gel was dried at 80 ° C. for 24 hours, followed by 110
Dry at 2O 0 C for 2 weeks.

【0045】工程j 次に、このゲルを比較的低温で所定時間をかけて(たと
えば1200℃で4時間)仮焼結して多孔質スートの状
態とし、続いて、比較的高温で所定時間をかけて(たと
えば1750℃で1.5時間)本焼結して透明ガラス化す
る。
Step j Next, this gel is pre-sintered at a relatively low temperature for a predetermined time (for example, at 1200 ° C. for 4 hours) to obtain a porous soot state. (For example, at 1750 ° C. for 1.5 hours) to obtain a transparent glass.

【0046】このようにして得られたビスマスドープ石
英ガラスにおいて、ゼオライトは非晶質になるが、ゼオ
ライトのユニットセル内の中央サイト(Super cage)に
存在するビスマスはあまり拡散させずにクラスタ化した
状態のままとなっている。
In the bismuth-doped quartz glass thus obtained, the zeolite becomes amorphous, but the bismuth present at the central site (super cage) in the zeolite unit cell is clustered without diffusing much. It remains in a state.

【0047】これは、外観上からもある程度判断可能で
ある。すなわち、ゼオライトを含まない場合には全体が
薄黄色をしているのに対して、本発明のように、ゼオラ
イトを含むビスマスドープ石英ガラスの場合には、全体
が薄桃色をしている点からも特性の違いを判別すること
ができる。
This can be determined to some extent from the appearance. That is, when zeolite is not contained, the whole is light yellow, whereas in the case of bismuth-doped quartz glass containing zeolite as in the present invention, the whole is light pink. Can also determine the difference in characteristics.

【0048】なお、上記の製造工程における各種条件は
あくまで一例であって、そのような条件に必ずしも限定
されるものではない。
The various conditions in the above manufacturing process are merely examples, and the present invention is not necessarily limited to such conditions.

【0049】たとえば、この実施例では、ゼオライト
(ここでは特にタイプX)はナトリュウムイオンを含むこ
とを前提としているが、カルシュウムイオン等の他の元
素を含むタイプの異なるゼオライトでも本発明は適用可
能である。
For example, in this example, the zeolite
(Here, in particular, type X) is premised on containing sodium ions, but the present invention is also applicable to zeolite of a different type containing other elements such as calcium ions.

【0050】また、上記の実施例に代えて、次の変形例
も考えられる。
In addition, instead of the above-described embodiment, the following modified example can be considered.

【0051】1.ゼオライトについて ゼオライトは、通常、イオン交換特性をもつ結晶であっ
て、天然・合成の物を含めると数百種以上の存在が確認
されている。それらすべてが適用の可能性をもつ。つま
り、Xタイフの代わりとなり得る。特に、Y、Aタイプ
などは結晶構造が同じであるから、Xタイプと同様の利
用が可能である。
1. Regarding zeolite Zeolite is usually a crystal having ion-exchange properties, and it has been confirmed that several hundred or more zeolites, including natural and synthetic ones, are present. All of them have applicability. That is, it can be used instead of the X type. In particular, since the Y and A types have the same crystal structure, they can be used similarly to the X type.

【0052】ゼオライトは、SiとAlにより構成されて
いる物がほとんどを占めるが、特殊な物として、PとA
lにより構成された物(アルミノリン系ゼオライト)もあ
るので、Pの混合の必要がある場合は、このようなゼオ
ライトを用いることも可能である。
Most of the zeolite is composed of Si and Al, but as special substances, P and A
There is also a substance (aluminoline-based zeolite) composed of l, so if it is necessary to mix P, such a zeolite can be used.

【0053】2.Naイオンの少ないゼオライトの製作 上述のようにYイオンで置換することにより、Naイオ
ンの混入の少ないゼオライトの製作が可能であるが、L
aイオンによっても同様の効果を得ることができる。
2. Production of zeolite with less Na ion By replacing the zeolite with Y ion as described above, it is possible to produce zeolite with less Na ion contamination.
The same effect can be obtained by the a ion.

【0054】(ビスマスドープ石英ガラスの特性)上記の
製造方法に基づいて得られたビスマスドープ石英ガラス
について、その蛍光特性を調べた結果を図3に、吸収特
性を調べた結果を図4にそれぞれ示す。
(Characteristics of Bismuth-Doped Quartz Glass) With respect to the bismuth-doped quartz glass obtained according to the above-described production method, the results of examining the fluorescence characteristics and the results of examining the absorption characteristics are shown in FIGS. Show.

【0055】これらの図中、実線はゼオライトを使用し
てビスマスをドープした本発明に係るビスマスドープ石
英ガラス(以下、本発明品という)を、また、破線はゼオ
ライトを使用することなく単にビスマスを石英ガラス中
にドープしたもの(以下、従来品という)を示している。
In these figures, the solid line represents the bismuth-doped quartz glass of the present invention doped with bismuth using zeolite (hereinafter, referred to as the present invention), and the broken line represents bismuth simply without using zeolite. It shows a product doped into quartz glass (hereinafter referred to as a conventional product).

【0056】なお、蛍光特性の測定条件としては、励起
光源:Xeランプ(ピーク波長500nm、半値全幅50n
m)、受光器:Ge半導体、分光器の分解能は1nm程度、
試料の寸法は、5×5×1mmのものを使用した。
The conditions for measuring the fluorescence characteristics were as follows: excitation light source: Xe lamp (peak wavelength 500 nm, full width at half maximum 50 n
m), Receiver: Ge semiconductor, resolution of spectrometer is about 1nm,
The dimensions of the sample were 5 × 5 × 1 mm.

【0057】また、吸収特性の測定条件としては、ハロ
ゲンランプの透過光を測定したもので、受光器は光電子
増倍管を使用し、分光器の分解能は1nm程度、試料の厚
みは1〜2mm程度のものである。
The conditions for measuring the absorption characteristics are those obtained by measuring the transmitted light of a halogen lamp. The photoreceiver is a photomultiplier tube, the resolution of the spectroscope is about 1 nm, and the thickness of the sample is 1-2 mm. Of the degree.

【0058】図3から分かるように、従来品では、1.
3μm帯には蛍光が認められないのに対して、本発明品
では、1.3μm帯において大きな蛍光強度を示す。しか
も、長い寿命(τrad=650μs)と、広い幅(Δλ=2
50nm)と、適度の誘導放出断面積(≒1.0×1.0-20
cm2)とを有している。
As can be seen from FIG. 3, in the conventional product, 1.
While no fluorescence is observed in the 3 μm band, the product of the present invention shows a large fluorescence intensity in the 1.3 μm band. In addition, a long life (τrad = 650 μs) and a wide width (Δλ = 2
50 nm) and a moderate stimulated emission cross section (≒ 1.0 × 1.0 −20)
cm 2 ).

【0059】このため、低分散領域(λ=1.3μm帯)で
の増幅が可能な石英系の増幅用光ファイバを製作でき、
しかも、高輝度、高熱耐力、高出力用レーザ媒質として
の応用も可能である。
For this reason, it is possible to manufacture a silica-based amplification optical fiber capable of amplification in a low dispersion region (λ = 1.3 μm band).
Moreover, application as a laser medium for high luminance, high heat resistance, and high output is also possible.

【0060】また、図4から分かるように、BandXと
BandYは本発明品で、吸収のピークが500nmと70
0nmの2本ある。特に、光ファイバ増幅媒質として用い
る場合は、680nm付近の半導体レーザーによる励起が
可能であり、また、核融合用レーザー媒質としては、従
来のフラッシュランプの励起でも十分に対応することが
できる。
As can be seen from FIG. 4, BandX and BandY are the products of the present invention, and have absorption peaks at 500 nm and 70 nm.
There are two lines of 0 nm. In particular, when used as an optical fiber amplifying medium, excitation by a semiconductor laser of around 680 nm is possible, and as a laser medium for nuclear fusion, excitation by a conventional flash lamp can be sufficiently used.

【0061】[0061]

【発明の効果】本発明によれば、次の効果を奏する。According to the present invention, the following effects can be obtained.

【0062】(1) 低分散領域(λ=1.3μm帯)での増
幅が可能な石英系の増幅用光ファイバを製作することが
可能である。
(1) It is possible to manufacture a silica-based amplification optical fiber capable of amplification in a low dispersion region (λ = 1.3 μm band).

【0063】(2) 高輝度、高熱耐力、高出力用レーザ
媒質としての応用が可能である。
(2) It can be applied as a laser medium for high brightness, high heat resistance, and high output.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のビスマスドープ石英ガラスの製造に際
して、その工程途中で得られるビスマスドープゼオライ
トのユニットセルの構造を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing the structure of a unit cell of bismuth-doped zeolite obtained in the course of manufacturing the bismuth-doped quartz glass of the present invention.

【図2】本発明のビスマスドープ石英ガラスで構成され
た光ファイバを増幅素子として用いた光増幅器の構成図
である。
FIG. 2 is a configuration diagram of an optical amplifier using an optical fiber composed of bismuth-doped quartz glass of the present invention as an amplification element.

【図3】本発明のビスマスドープ石英ガラスの蛍光特性
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the fluorescence characteristics of the bismuth-doped quartz glass of the present invention.

【図4】本発明のビスマスドープ石英ガラスの吸収特性
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the absorption characteristics of the bismuth-doped quartz glass of the present invention.

フロントページの続き (72)発明者 ▲吉▼田 実 兵庫県伊丹市池尻4丁目3番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 須藤 恭秀 兵庫県伊丹市池尻4丁目3番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内Continued on the front page (72) Inventor ▲ Yoshi ▼ Minoru 4-chome, Ikejiri, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Cable Industry Co., Ltd. Itami Works (72) Inventor Yasuhide Sudo 4-3-1, Ikejiri, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Cable Industries Inside Itami Works

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 石英ガラス中にゼオライトが均一分散さ
れており、ゼオライトを構成するユニットセル内の中央
サイトにビスマスがクラスタ化されてドープされている
ことを特徴とするビスマスドープ石英ガラス。
1. Bismuth-doped quartz glass, characterized in that zeolite is uniformly dispersed in quartz glass and bismuth is clustered and doped at a central site in a unit cell constituting the zeolite.
【請求項2】 硝酸ビスマスの水溶液にゼオライトを混
合し、この水溶液を室温下で所定時間にわたって撹拌し
た後、これを乾燥させてビスマスドープゼオライトを生
成し、このビスマスドープゼオライトを石英を主成分と
するゾル中に混入し、このゾルをゲル化してから、乾
燥、焼結してガラス化することを特徴とするビスマスド
ープ石英ガラスの製造方法。
2. A zeolite is mixed with an aqueous solution of bismuth nitrate, and the aqueous solution is stirred at room temperature for a predetermined time, and then dried to produce a bismuth-doped zeolite. A method for producing bismuth-doped quartz glass, comprising mixing into a sol to be formed, gelling the sol, drying, sintering and vitrifying the sol.
【請求項3】 請求項1記載のビスマスドープ石英ガラ
スを使用して構成されている光ファイバ。
3. An optical fiber comprising the bismuth-doped quartz glass according to claim 1.
【請求項4】 請求項3記載の光ファイバが増幅素子と
して使用されていることを特徴とする光増幅器。
4. An optical amplifier, wherein the optical fiber according to claim 3 is used as an amplifying element.
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