KR100352373B1 - 복합 희토류 이온을 첨가한 광도파로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 1530 nm보다 짧은 파장에서 이득을 얻을 수 있는 어븀 :4I13/2→4I15/2천이의 증폭된 자발 방출 스펙트럼의 변형을 위한 복합 희토류 이온 첨가 광도파로를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따르면, 중심층으로서 광이 전송되는 코어(Core) 및 광이 외부로 탈출하지 못하도록 하는 클래드(Clad)를 포함하여 이루어진 광도파로에 있어서, 상기 코어에 어븀(Er) 이온이 도핑되고; 상기 코어의 중심점으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 상기 코어의 내부 또는 표면에 적어도 한 종류의 희토류 이온을 도핑시킨 것을 특징으로 하는 희토류 이온 첨가 광도파로가 제공된다.

Description

복합 희토류 이온을 첨가한 광도파로 {Complex rare - earths doped optical waveguide}
본 발명은 광도파로에 관한 것이며, 특히, 1530 nm보다 짧은 파장에서 이득을 얻을 수 있는 어븀 :4I13/2→4I15/2천이의 증폭된 자발 방출 스펙트럼의 변형을위한 복합 희토류 이온 첨가 광도파로에 관한 것이다.
광전송 용량의 획기적인 수요 증가를 충족시키기 위한 핵심적인 기술의 하나로써, 파장 분할 다중 방식이 활발히 연구되고 있으며, 이에 따라 광증폭기의 이득 파장 영역도 보다 넓은 것이 요구되고 있다.
현재 어븀 첨가 실리카 광섬유 증폭기의 이득 파장은 약 1530 nm 이상으로 고정되고 있으며, 기타 파장 영역을 증폭시키기 위하여 프라세오디뮴(Pr) 이온 및 툴륨(Tm) 이온을 첨가한 광섬유 증폭기로부터 각각 1300 nm, 1470 nm 및 1650 nm 대역에서 이득을 얻을 수 있다.
한편, 어븀 이온은 매우 효율적인 이득 매체로서, 어떠한 조성의 광섬유에 첨가되어도 효과적으로 이득을 나타내기 때문에, 어븀 이온을 사용하여 1530 nm보다 더 짧은 파장에서도 충분한 이득을 얻기 위한 노력이 경주되고 있다.
어븀 이온이 결정이나 유리에 첨가되는 경우, 빛이나 전기로 여기되어 일반적으로 어븀 :4I13/2→4I15/2천이에 기인하는 1460 ~ 1650 nm에 걸친 형광을 발생시킨다. 상기 형광 천이를 이용하는 어븀 첨가 광섬유 증폭기는 해당 천이에 대한 응용의 대표적인 일례이다. 보편적인 어븀 첨가 광섬유 증폭기의 이득 파장은 1530 ~ 1600 nm이며, 1530 nm보다 짧은 파장에서는 이득을 나타내기 어렵다. 이는 어븀 :4I13/2→4I15/2천이의 형광 방출 단면적이 1530 nm보다 짧은 파장에서 작기 때문이다.
일반적으로 이득 스펙트럼의 모양은 증폭된 자발 방출 스펙트럼의 모양을 따르기 때문에 어븀을 단독 첨가하는 기존 광증폭기나 레이저에서는 1530 nm보다 짧은 파장에서는 이득을 나타내기 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 1530 nm보다 짧은 파장에서 이득을 얻을 수 있는 어븀 :4I13/2→4I15/2천이의 증폭된 자발 방출 스펙트럼의 변형을 위한 복합 희토류 이온 첨가 광도파로를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 1530 nm 이상의 파장에서 기저 상태 흡수를 나타내는 희토류 이온들 중 어븀, 툴륨, 터븀, 디스프로슘 및 네오디뮴 이온의 에너지 준위를 나타낸 그래프이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 다른 복합 희토류 이온 첨가 광섬유의 단면도이고,
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 복합 희토류 이온 첨가 평판 광도파로의 단면도이다.
앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 중심층으로서 광이 전송되는 코어(Core) 및 광이 외부로 탈출하지 못하도록 하는 클래드(Clad)를 포함하여 이루어진 광도파로에 있어서, 상기 코어에 어븀(Er) 이온이 도핑되고; 상기 코어의 중심점으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 상기 코어의 내부 또는 표면에 적어도 한 종류의 희토류 이온을 도핑시킨 것을 특징으로 하는 희토류 이온 첨가 광도파로가 제공된다.
또한, 중심층으로서 광이 전송되는 코어(Core) 및 광이 외부로 탈출하지 못하도록 하는 클래드(Clad)를 포함하여 이루어진 광도파로에 있어서, 상기 코어에어븀(Er) 및 이터븀(Yb) 이온이 혼합되어 도핑되고; 상기 코어의 중심점으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 상기 코어의 내부 또는 표면에 적어도 한 종류의 희토류 이온을 도핑시킨 것을 특징으로 하는 희토류 이온 첨가 광도파로가 첨가된다.
또한, 중심층으로서 광이 전송되는 코어(Core) 및 광이 외부로 탈출하지 못하도록 하는 클래드(Clad)를 포함하여 이루어진 광도파로에 있어서, 상기 코어에 어븀(Er) 이온이 도핑되고; 상기 클래드의 일부에 적어도 한 종류의 희토류 이온을 도핑시킨 것을 특징으로 하는 희토류 이온 첨가 광도파로가 제공된다.
또한, 중심층으로서 광이 전송되는 코어(Core) 및 광이 외부로 탈출하지 못하도록 하는 클래드(Clad)를 포함하여 이루어진 광도파로에 있어서, 상기 코어에 어븀(Eb) 및 이터븀(Yb) 이온이 혼합되어 도핑되고; 상기 클래드의 일부에 적어도 한 종류의 희토류 이온을 도핑시킨 것을 특징으로 하는 희토류 이온 첨가 광도파로가 제공된다.
보다 더 바람직하게는, 상기 희토류 이온은 디스프로슘(Dy), 툴륨(Tm), 터븀(Tb) 또는 네오디뮴(Nd) 이온인 것을 특징으로 하는 희토류 이온 첨가 광도파로가 제공된다.
아래에서, 본 발명에 따른 양호한 일 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.
일반적으로 희토류 이온간 에너지 전달에는 두가지 방식이 있다. 하나는 복사 에너지 전달(Radiative Energy Transfer)이고, 다른 하나는 비복사 에너지전달(Nonradiative Energy Transfer)이다.
비복사 에너지 전달은 이온 - 이온간 거리가 가까운 경우, 즉, 공동 첨가되는 경우에 활발히 발생한다. 비복사 에너지 전달의 주된 기구는 전기 쌍극자 - 쌍극자(Electric Dipole - Dipole) 반응이며, 이 때, 에너지 전달의 크기는 두 이온간 거리의 -6승에 비례한다. 한편, 복사 에너지 전달은 일단 방출된 형광이 빛의 형태로 이동하다가 재흡수되는 방식으로 발생하며, 두 이온간 거리의 -2승에 비례한다. 따라서, 두 이온간 거리가 멀어질수록 비복사 에너지 전달의 영향은 빠르게 감소하고 반면 복사 에너지 전달의 영향이 커지게 된다.
이러한 두 에너지 전달의 공통점은 전달되는 에너지가 같아야 한다는 것이다. 즉, 에너지 공명(Energy Resonance)가 있어야 한다는 것이다. 반면, 차이점은 비복사 에너지 전달의 경우 에너지를 방출하는 이온의 해당 준위의 형광 수명이 감소하며, 형광 방출 스펙트럼의 모양은 변화하지 않는다는 것이다. 그러나, 복사 에너지 전달의 경우에는 에너지를 방출하는 이온의 형광 수명이 변화하지 않으며, 관찰되는 형광 방출 스펙트럼이 에너지를 흡수하는 이온의 흡수 스펙트럼의 모양에 따라 변화한다는 것이다. 따라서, 어븀 이온의 형광 수명을 감소시키기 않고 방출 스펙트럼의 모양만을 바꾸기 위해서는 비복사 에너지 전달을 억제하고 복사 에너지 전달만을 활성화 시켜야 한다. 이를 위해서는 어븀이 첨가되는 영역과 에너지를 흡수하는 이온이 첨가되는 영역이 일정한 거리만큼 격리되어야 한다. 구체적으로, 비복사 에너지 전달이 활발하게 일어나는 거리가 일반적으로 수 ~ 수십 nm이기 때문에 최소한 이보다 긴 거리만큼 분리될 필요가 있다.
본 실시예에서는 어븀이 첨가되는 영역과 희토류 이온이 첨가되는 영역의 거리를 200 nm로 설계하였지만, 실험에 따르면, 20 nm부터 코어의 반지름의 길이에 이르는 범위까지 본 발명의 목적이 실현된다는 것이 검증되었다.
또한, 상기 어븀이 첨가되는 영역과 희토류 이온이 첨가되는 영역이 일정 거리만큼 격리되어 있어도 되지만, 상기 코어의 모든 영역에 어븀이 첨가되고, 상기 코어의 내부에 희토류 이온 첨가층이 형성되어도 마찬가지의 효과가 발생한다.
자발 방출 증폭의 억제 효과를 보여주는 예로서, 다음을 들 수 있다.
첫째로, 'Sakamoto 외 6인'이 'IEEE Photonics Technology Letters, 8(3), 349-351(1996)'에 게재한 논문 '35-dB gain Tm-doped ZBLYAN fiber amplifier operating at 1.65 μm'의 내용을 살펴보면, 툴륨을 코어에 첨가하고 터븀(Tb)을 클래드에 첨가함으로써, 1800 nm에 중심을 가지는 툴륨의 형광 천이 스펙트럼을 1650 nm까지 이동시킨 바 있다. 즉, 툴륨을 단독 첨가하였을 때 실질적으로 이득이 없었던 1650 nm 대역에서 터븀을 도입함으로써 35 dB까지 이득을 얻을 수 있었다. 즉, 유도 방출 단면적이 큰 1800 nm 대역의 자발 방출 증폭을 억제함으로써, 그보다 짧은 파장대인 1650 nm 대역의 이득이 향상된 것이다.
둘째로, 어븀 첨가 광섬유 증폭기에서 원하지 않는 파장에서의 증폭된 자발방출을 막기 위해서 밴드 패스 필터(Band Pass Filter)를 사용할 수 있다. 실험에 따르면, 1500 ~ 1525 nm 범위의 파장만을 선택적으로 투과하는 광섬유 필터를 사용하여 어븀 첨가 실리카 광섬유 증폭기를 구성한 결과, 1520 nm 파장에서 약 35 dB의 이득을 얻을 수 있었다. 이는 필터를 사용하지 않은 경우보다 약 20 dB 이상의 이득이 향상된 것이다. 이러한 필터를 사용하는 경우, 필터의 역할은 단순히 필터 앞까지 누적된 증폭된 자발 방출을 막아주는 것이다. 따라서, 필터까지는 자발 방출이 증폭되는 것을 막을 수는 없다.
반면, 1530 nm 이상의 파장을 흡수하는 희토류 이온층을 코어 부근에 만들게 되면 광섬유의 전 길이에 걸쳐 지속적으로 형광을 흡수하기 때문에 필터를 사용하는 것보다 효과적으로 자발 방출이 증폭되는 것을 억제함으로써, 불필요하게 사용되는 여기 에너지를 낮출 수 있다. 또한, 유도 방출 단면적이 최대값인 파장에서 쉽게 발생하는 레이징 현상 역시 억제할 수 있어서 여기 광세기가 증가해도 이득이 포화되는 것을 막을 수 있다.
한편, 1530 nm보다 긴 파장을 흡수하는 희토류 이온이 갖추어야 할 점은 다음과 같다. 첫째, 당연히 1530 nm보다 긴 파장에서 기저 상태 흡수를 나타내는 준위를 가지고 있어야 한다. 둘째, 흡수한 에너지를 다중 포논 완화 기구(Multiphonon Relaxation Mechanism)에 의한 비복사 형태로 방출할 수 있어야 한다. 셋째, 980 nm 대역이나 1480 nm 대역에서 흡수가 가능한한 작아야 한다.
도 1은 1530 nm 이상의 파장에서 기저 상태 흡수를 나타내는 희토류 이온들 중 어븀, 툴륨, 터븀, 디스프로슘 및 네오디뮴 이온의 에너지 준위를 나타낸 그래프이다. 도 1에 도시된 희토류 이온들은 모두 본 특허의 기본 목적을 달성할 수있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 희토류 이온 첨가 광섬유의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 복합 희토류 이온 첨가 평판 광 도파로의 단면도이다.
1530 nm 보다 긴 파장을 흡수하는 희토류 이온이 광섬유 내부에 첨가되는 부분은 다음과 같은 두가지 사항을 고려하여 결정하여야 한다.
첫째로, 1530 nm 보다 짧은 파장에서 흡수가 작고, 980 nm 영역에서 흡수가 작은 희토류 이온의 경우, 코어의 중심부에 어븀 이온을 첨가하고, 상기 첨가층으로부터 약 20 nm부터 500 nm 떨어진 코어 내부에 이러한 희토류 이온층을 첨가하여야 한다. 도 2는 이러한 경우에 해당하는 광섬유의 구조를 나타낸 것이다.
도 2에 도시된 광섬유 구조의 장점은 첫째, 어븀 이온이 여기광을 효율적으로 흡수할 수 있으며, 둘째, 목적하는 희토류 이온층이 코어 내부에 있기 때문에 원활하게 자발 방출의 증폭을 억제할 수 있고, 셋째, 단일 모드 광섬유 뿐만 아니라 다중 모드 광섬유의 경우에도 사용할 수 있다는 것이다.
한편, 상기 코어에는 어븀 이온이 단독으로 첨가될 수도 있지만, 성능 향상을 위하여 어븀 및 이터븀이 혼합되어 첨가될 수도 있다.
둘째로, 첨가되는 희토류 이온이 어븀 첨가 광섬유 증폭기나 레이저의 여기 파장으로 통상 이용되는 980 nm 대역에서 큰 흡수대를 가지는 경우이다. 그러나,이러한 희토류 이온이라 할지라도 어븀이 첨가되는 코어층과 본 발명에서 제안하는 희토류 이온이 첨가되는 희토류 층과의 거리를 조절하면, 980 nm 파장의 여기광의 손실을 막을 수 있다. 이는 일반적으로 코어층을 전파하는 빛의 크기(Mode Field Diameter)가 파장이 길어질수록 커진다는 사실에 기초를 둔다. 즉, 980 nm 파장보다 1530 nm 파장이 클래드에 많이 걸쳐있음을 의미한다. 따라서, 광섬유의 코어 반지름과 개구수(NA : Numerical Aperture) 등을 고려하여 코어와 흡수 희토류 층과의 거리를 계산할 수 있다. 즉, 주어진 광섬유의 컷오프 파장(Cutoff Wavelength)이 980 nm 보다 작아서, 여기 파장대와 증폭 파장대가 모두 단일 모드 조건인 상황에서 각 파장에서 클래드에 걸쳐 전파하는 분율은 (1 - η)로 주어진다. 여기서 η는 속박 계수(Confinement Factor)이며, 아래의 [수학식 1]에 의하여 표현된다.
여기서 a 및 w는 각각 코어의 반지름 및 모드 반지름(코어를 지나는 모드의 세기가 1/e2으로 감소할 때까지의 반지름)이다.
한편, 모드 반지름 w는 아래의 [수학식 2]에 의하여 표현된다.
여기서, Vλ는 파장 λ에서의 Normalized Frequency로서,이다.
위에서 구한 [수학식 1] 및 [수학식 2]는 'M.J.Digonnet'이 'IEEE Journal of Quantum Electronics'에 게재한 논문 'Closed-form expressions for the gain in three- and four- level laser fibers'에 상세히 설명되어 있다.
따라서, 980 nm 파장 대역 및 1530 nm 파장 대역에서의 클래드로 전파하는 빛의 세기 분율을 알 수 있으며, 이를 바탕으로 980 nm 대역은 흡수 희토류 이온층을 거치지 않게끔 간격을 두고 형성되어야 한다. 또 다른 고려 사항으로는 첨가되는 희토류 이온의 980 nm 에서의 흡수 단면적 및 1530 nm 이상에서의 흡수 단면적의 크기를 고려하여야 한다. 즉, 각 파장에서 클래드에 첨가되는 희토류 이온에 흡수되는 비율은 (흡수 단면적) × (1 - η)에 비례하기 때문이다. 따라서, 실제 본 특허에서 제안하는 광섬유를 제조할 때는 위와 같은 다양한 인자들을 고려하여 희토류 이온의 첨가층을 결정해야 한다.
본 발명의 내용은 광섬유 뿐만 아니라 평면 광도파로에도 적용할 수 있으며, 그 일례가 도 3에 도시되어 있다.
한편, 첨가되는 희토류 이온층의 형상은 광섬유의 경우 굳이 원형이 아니어도 무방하다. 마찬가지로 평판 광도파로 경우에도, 역시 코어의 모양과 유사할 필요가 없다. 단지 주된 고려 사항은 단지 코어의 어븀 이온과 클래드의 공동 첨가 희토류 이온 사이의 거리가 비복사 에너지 전달이 없을 정도로 멀고, 복사 에너지 전달만 발생할 수 있도록 가까우면 된다. 구체적으로, 1530 nm 이상의 빛이 단일 모드로 코어를 전파할 때 가지는 크기(Mode Field Diameter)가 공동 첨가 희토류 이온층과 겹치면 되는 것이다.
첨가되는 흡수 희토류 이온의 함량은 다음과 같은 기준에 의하여 결정할 수 있다. 첫째는 흡수 희토류 이온이 코어에 첨가되는 경우로서, 흡수 희토류 이온의 양은 어븀의 함량에 비례하고, 1530 nm 이상의 빛의 속박 계수에 반비례한다. 즉, 희토류 이온의 첨가량은에 비례한다. 둘째는 흡수 희토류 이온이 클래드에 첨가되는 경우 첨가량은에 비례하게 된다. 정확한 비례 상수는 실험적으로 결정할 수 있다. 흡수 희토류 이온의 함량이 많아지면 신호 파장에서의 흡수가 커질 수 있으므로 이득을 저하시킬 수 있다. 따라서 최대 흡수 희토류 이온의 첨가량이 결정될 수 있다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 어븀을 코어에 첨가하고 클래드의 일부에 디스프로슘, 툴륨, 터븀 및 네오디뮴 등의 희토류 원소 이온을 단독으로 또는 공동으로 첨가한 광도파로를 제공함으로서, 일반적인 어븀 첨가 증폭기나 레이저에서 이득을 나타내는 파장보다 더 짧은 파장에서도 이득을 나타낼 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 일 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (16)

  1. 중심층으로서 광이 전송되는 코어(Core) 및 광이 외부로 탈출하지 못하도록 하는 클래드(Clad)를 포함하여 이루어진 광도파로에 있어서,
    상기 코어의 중심부에 어븀(Er) 이온이 도핑되고;
    상기 어븀 이온과 비복사 에너지 전달이 거의 없고, 복사 에너지 전달이 대부분을 차지하도록 상기 어븀 도핑 영역에서 떨어진 상기 코어의 내부 또는 표면에 적어도 한 종류의 희토류 이온을 도핑시킨 것을 특징으로 하는 희토류 이온 첨가 광도파로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 희토류 이온은 디스프로슘(Dy), 툴륨(Tm), 터븀(Tb) 또는 네오디뮴(Nd) 이온인 것을 특징으로 하는 희토류 이온 첨가 광도파로.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 희토류 이온 도핑 영역은 상기 어븀 도핑 영역으로부터 적어도 20 nm 만큼 떨어져서 형성된 것을 특징으로 하는 희토류 이온 첨가 광도파로.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 희토류 도핑 영역은 상기 어븀 이온과 비복사 에너지 전달이 거의 없고, 복사 에너지 전달이 대부분을 차지하도록 상기 어븀 도핑 영역에서 떨어져서 상기 어븀 도핑 영역을 감싸도록 상기 코어의 내부 또는 표면에 적어도 한 종류의 희토류 이온을 도핑시킨 것을 특징으로 하는 희토류 이온 첨가 광도파로.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 어븀 도핑 영역과 상기 희토류 이온 도핑 영역 간의 거리는 20 nm부터 코어의 반지름에 이르는 범위인 것을 특징으로 하는 희토류 이온 첨가 광도파로.
  7. 중심층으로서 광이 전송되는 코어(Core) 및 광이 외부로 탈출하지 못하도록 하는 클래드(Clad)를 포함하여 이루어진 광도파로에 있어서,
    상기 코어의 중심부에 어븀(Er) 및 이터븀(Yb) 이온이 혼합되어 도핑되고;
    상기 어븀 및 이터븀 이온과 비복사 에너지 전달이 거의 없고, 복사 에너지 전달이 대부분을 차지하도록 상기 어븀 및 이터븀 혼합 도핑 영역에서 떨어진 상기 코어의 내부 또는 표면에 적어도 한 종류의 희토류 이온을 도핑시킨 것을 특징으로 하는 희토류 이온 첨가 광도파로.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 희토류 이온은 디스프로슘(Dy), 툴륨(Tm), 터븀(Tb) 또는 네오디뮴(Nd) 이온인 것을 특징으로 하는 희토류 이온 첨가 광도파로.
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 희토류 이온 도핑 영역은 상기 어븀 및 이터븀 이온 혼합 도핑 영역으로부터 적어도 20 nm 만큼 떨어져서 형성된 것을 특징으로 하는 희토류 이온 첨가 광도파로.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 희토류 도핑 영역은 상기 어븀 및 이터븀 이온과 비복사 에너지 전달이 거의 없고, 복사 에너지 전달이 대부분을 차지하도록 상기 어븀 및 이터븀 혼합 도핑 영역에서 떨어져서 상기 어븀 및 이터븀 혼합 도핑 영역을 감싸도록 상기 코어의 내부 또는 표면에 적어도 한 종류의 희토류 이온을 도핑시킨 것을 특징으로 하는 희토류 이온 첨가 광도파로.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 어븀 및 이터븀 혼합 도핑 영역과 상기 희토류 이온 도핑 영역 간의 거리는 20 nm부터 코어의 반지름에 이르는 범위인 것을 특징으로 하는 희토류 이온 첨가 광도파로.
  13. 중심층으로서 광이 전송되는 코어(Core) 및 광이 외부로 탈출하지 못하도록 하는 클래드(Clad)를 포함하여 이루어진 광도파로에 있어서,
    상기 코어의 중심부에 어븀(Er) 이온이 도핑되고;
    상기 어븀 이온과 비복사 에너지 전달이 거의 없고, 복사 에너지 전달이 대부분을 차지하도록 상기 어븀 도핑 영역에서 떨어진 영역에 적어도 한 종류의 희토류 이온을 도핑시킨 것을 특징으로 하는 희토류 이온 첨가 광도파로.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 희토류 이온은 디스프로슘(Dy), 툴륨(Tm), 터븀(Tb) 또는 네오디뮴(Nd) 이온인 것을 특징으로 하는 희토류 이온 첨가 광도파로.
  15. 중심층으로서 광이 전송되는 코어(Core) 및 광이 외부로 탈출하지 못하도록 하는 클래드(Clad)를 포함하여 이루어진 광도파로에 있어서,
    상기 코어의 중심부에 어븀(Eb) 및 이터븀(Yb) 이온이 혼합되어 도핑되고;
    상기 어븀 및 이터븀 이온과 비복사 에너지 전달이 거의 없고, 복사 에너지 전달이 대부분을 차지하도록 상기 어븀 및 이터븀 이온 혼합 도핑 영역에서 떨어진 영역에 적어도 한 종류의 희토류 이온을 도핑시킨 것을 특징으로 하는 희토류 이온 첨가 광도파로.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 희토류 이온은 디스프로슘(Dy), 툴륨(Tm), 터븀(Tb) 또는 네오디뮴(Nd) 이온인 것을 특징으로 하는 희토류 이온 첨가 광도파로.
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