TW575527B - Optical amplifying glass and optical waveguide - Google Patents

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575527 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（1 ) 發明所屬之技術領域 本發明關於適於放大1，5 30至l，630nm波長之光的光 放大型玻璃。 先前技術 作爲一種能有多種不同溝通服務之影印的光溝通系統 ，一種波長分配多樣溝通系統（WDM )已例如被提議以 藉增加波長分配多樣頻道而增加透射容量。 在諸如使用（譜帶（波長：1，530至l，560nm )或L 譜帶（波長：1，570至l，620nm)中之光作爲訊號光的 WDM中，會放大此種訊號光之光學纖維放大器是必要的 。作爲此種放大器，EDFA已被發展。 EDFA是一種光學纖維放大器，其中光學纖維核心是 摻有Ei•之玻璃。作爲此種光學纖維，例如可以提及摻有 Er之Si〇2纖維，其中核心是Si〇2或摻有Er之氟化物玻璃 纖維，其中核心是氟化物玻璃。 然而，使用摻有Ει·之Si〇2纖維的EDFA有一問題， 即光學纖維的長度典型是至少2 0 m ’且它必須繞成繞線管 以將它容納在具有約30cm大小的EDFA容器中。 反之，使用摻有Er之氟化物玻璃纖維之EDFA有一 缺點，即其玻.璃轉化點典型是至多3 20°C，因此若光放大 用之激發光強度增加，則可能導致熱損害。 爲了解決這些問題，JP-A-2001 - 1 0266 1揭示一種具有 6公分長之塗覆樹脂之玻璃纖維，藉此可以得到關於具有 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -4- 575527 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（2 ) 1·50 // m至1.59 // m波長及O.OOlmW強度之訊號光之至少 9dB的增益。在此，長度是6cm，藉此無須將它繞成繞線 管。再者，以上塗覆樹脂之玻璃纖維的核心是一種摻有 的氧化鉍型玻璃（下文稱爲一般玻璃），其具有每i 00 質量分氧化鉍型玻璃基質（以莫耳％表示，Bh〇3: 42.8% ’ B2〇3 : 28.5%，SiCh : 14.3%，Ga2〇3 : 7.1%，Al2〇3 : 7.1% ，及Ce〇2 : 0.2% ) 0.6質量分摻雜比例的Er。 一般玻璃之上述增益是一種與纖維長度是6公分且訊 號光強度是0.001 mW的情況有關者。普遍已知：增益隨 著訊號光強度之增加而增加，且關於普遍供例如WDM所 用之具有約〇·1 mW強度的訊號光，無法藉一般玻璃得到 所要程度之增益。 再者，若使用一般玻璃以供放大在包括L譜帶之波 長區中之光，則不能得到所要程度之轉換效率。 發明內容 本發明之一目的是要提供一種光放大型玻璃及光學導 波器，其能解決上述問題。 本發明提供一種光放大型玻璃，其包括1 00質量分玻 璃基質和0.1至10質量分之摻至玻璃基質中之Er，其中 玻璃基質包括BhCh，至少一種B2〇3和Si〇2，至少一種選 自由Ga2〇3，WCh和TeCh組成之群中者，及La2〇3，其比 例是Bh〇3 20至80莫耳％，B2〇3 + Si〇2 5至75莫耳％， Ga2〇3 + W〇3 + Te〇2 0.1至35莫耳％及La2〇3 0.01至15莫耳％ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -5- 575527 A7 B7 五、發明説明（3 ) 〇

(請先閱讀背面之注意事項再填寫本買W 再者，本發明提供一種光學導波器，其包括以上光放 大型玻璃作爲核心。 現在，本發明將參考有利實體而詳述。 本發明之光放大型玻璃（下文稱爲本發明之玻璃）常 用來作爲具有核心/包層結構之光學導波器的核心，如具 有相同結構之玻璃纖維或具有相同結構之平面導波器。此 種光學導波器是本發明之導波器。 本發明之光學導波器適於放大具有1，530至l，630nm 波長的光，特別是在短長度中之C譜帶中的光。再者， 它適於在高的轉換效率下放大在L譜帶中之光。 此種放大作用藉導引激發光與欲被放大之光（即訊號 光）入核心中而實施。作爲此種激發光，常利用具有970 至990nm至1，470至l，490nm波長的雷射光束。一般地， 爲了放大在C譜帶中之光，使用具有970至990nm波長 的激發光，且爲了放大在L譜帶中之光，使用具有1，47 0 至l，490nm波長的激發光。然而，激發光不限於此。 經濟部智慧財產局g(工消費合作社印製 在使用長8公分以下之本發明之光學導波器以放大c 譜帶中的光的情況中，對於具有l，530nm至l，560nm波長 及0.1 mW強度之光而言，增益有利地是至少8dB，當光學 導波器長度是5公分時，當長度是5公分時，若增益少於 8dB，則不能解決以上問題。亦即，當長度是8公分以下 時，關於具有0· 1 mW強度之訊號光，不能得到合適之增 益。當長度是5公分時，以上增益更有利地是至少9 d B。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210父29<7公釐） -6- 575527 Α7 Β7 五、發明説明（4 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在使用本發明之光學導波器以放大在包括L譜帶之 波長區中的光的情況中，對於具有l，600nm波長的光而言 ，轉換效率77有利地是至少10%。若少於10%，不能得到 所要之增益。它有利地是至少1 5 %。在此，代表訊號光 輸出強度對激發光強度之比例百分比。 更有利地，是至少10%，且在1,530至l，620nm波 長區內具有lmW強度之光而言3dB往下譜帶寬是至少 5 5nm，特別有利地至少60nm 〇 再者，更有利地7；是至少10%且對具有l，620nm波長 及lmW強度之光而言，增益是至少10dB，特別有利地至 少 15dB 。 特別有利地，是至少10%，且對在1，530至 l，620nm波長區內具有lmW強度之光而言，3_dB向下譜 帶寬是至少55nm，且對具有l，620nm波長及lmW強度之 光而言，增益是至少10dB。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在具有本發明之玻璃作爲核心之光學纖維（以下稱爲 本發明之光學纖維）中，核心直徑和包層直徑典型分別是 2 至 10 // m 及 1〇〇 至 200 // m。 當本發明之光學纖維供EDFA之用而不繞成繞線管時 ，其長度有利地是至多8公分，更有利地至多6公分，特 別有利地至多5公分。 有利地，本發明之光學纖維包層的折射指數n2及核 心（亦即本發明之玻璃）的折射指數ηι滿足下式。在此 ’ η!典型是1.8至2.2。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -7- 575527 A7 B7 —__________________ 五、發明説明（5 ) 0.0005 ^ ( ni-112 ) /m ^ 0.1 再者，有利地，以上包層由玻璃製，且更有利地，此 —玻璃以莫耳％表示實質由25至70 % BhCh，5至74.89% B2〇3 + Si〇2，〇.1 至 30%Ah〇3 + Ga2〇3 及 〇·〇ΐ 至 l〇%Ce〇2 所 組成。 本發明之光學纖維可以藉例如以下方式製備：製備具 有核心玻璃和包層玻璃而用習知方法結合的預型件，且拉 伸此一預型件。 本發明之玻璃的玻璃轉換點Tg有利地是至少3 60 °C 。若Tg低於3 60 °C，則當具有高強度之雷射光束被用來 作爲激發光時，玻璃溫度會局部性地高且受熱損害，因此 光損失會增加，且光放大會不恰當。更有利地，玻璃轉換 點是至少400°C，特別有利地至少420°C。 本發明之玻璃包括玻璃基質和Er。 若Er對玻璃基質之量是每100質量分玻璃基質少於 0.1質量分，則不能得到合適增益。它有利地是至少0.2 質量分。若它超過10質量分，則難玻璃化，或因濃度劇 減，增益變得相當低。它有利地是至多7質量分，更有利 地至多4質量分，特別有利地至多3質量分。 在要用本發明之玻璃作爲供EDFA用之光學纖維（長 度典型是至多8公分）而不繞成繞線管或作爲供EDFA用 之緊密平面導波器（長度典型是至多8公分）的情況中， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- 575527 A7 B7 五、發明説明（6 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 每100質量分玻璃基質，El·有利地以至少0.5質量分，更 有利地至少0 · 8質量分，特別有利地至少1 · 〇質量分之量 被倂入。 在這些情況中，Er的比例是每1 〇〇質量分玻璃基質 ，有利地1至3質量分，更有利地1 · 2至3質量分，特別 有利地1.5至3質量分。 在本發明之玻璃要用來放大在包括L譜帶之波長區 中的光的情況中，每1 00質量分玻璃基質倂入至少〇.丨質 量分且少於1質量分之量的Er。更有利地是至少〇.2質量 分，特別有利地至少0.3質量分且更有利地至多〇. 9質量 分’特別有利地0.8質量分。 現在，將描述在本發明玻中之玻璃基質的組成，其中 莫耳％簡單地用％表示。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

Bh〇3是必要成份。若其含量少於20%，則其中可得 到增益之則波長寬△ λ會變小。其含量有利地是至少30% ，更有利地至少35%，特別有利地至少40%。若含量超過 80%，難以玻璃化，反玻璃化易於在加工成纖維期間發生 ，或Tg會變得太低。含量有利地是至多70%，更有利地 至多60%，特別有利地至多50%。在此，反玻璃化是其中 晶體之沈澱顯著者及因此纖維斷裂可能在加工成纖維時發 生者或纖維斷裂可能在作爲光學纖維之使用期間發生者。 b2o3和Si02是網路形成者，且它們至少一者必須被 包含以在玻璃產製期間藉抑制晶體的沈澱而促進玻的形成 。若它們總含量B203 + Si02少於5%，則難以玻璃化，或 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -9- 575527 A7 B7 五、發明説明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在加工成纖維期間發生反玻璃化。總含量更有利地是至少 1 0%，更有利用地至少1 5 %，特別有利地至少1 9%，最有 利地至少25%。若它超過75%，則增益會減低。它更有利 地是至多6〇%，仍更有利地至多5 5 %，特別有利地至多 4 5 %，最有利地至多4 0 %。 B 2 〇 3含量有利地是至多6 0 %，更有利地至多4 5 %， 特別有利地至多3 0%。在想要改良防水性或增加增益之情 況中，此含量有利地是至多20%，且更有利地不合倂 B 2 〇 3。 s i 0 2含量有利地是至多6 0 %，更有利地至多5 0 %， 特別有利地至多4 5 %，最有利地至多4 0 %。當S i Ο 2被合 倂時，其含量有利地至少1 %，更有利地至少1 0%，特別 有利地至少1 9 %，最有利地至少2 5 %。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

Ga203，W03和Te02是會增加△ λ之成份。此三成 份之至少一者必須被合倂。若它們的總含量Ga203+ W03 + Te02少於0.1%，△ λ會變小。總含量有利地是至少3% ，更有利地至少5%，特別有利地至少1 〇%，且若它超過 3 5 %，則增益會變低。它有利地是至多3 0%，更有利地至 多 25%。 當想要增加△ λ時，則合倂Ga203是有利的。

Ga203含量有利地是至多30%，更有利地至多2〇%。 當合倂Ga2〇3時，其含量有利地是至少1%，更有利地至 少5 %，特別有利地至少丨〇%。 W〇3含量有利地是至多3〇%，更有利地至多20%，特 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -10- 5乃527 Μ Β7 五、發明説明（8 ) 別有利地至多1 〇%。當合倂W〇3時，其含量有利地是至 少1 %，更有利地至少3 %。

Te02含量有利地是至多3〇%，更有利地至多2〇%。 當合倂T e Ο 2時，其含量有利地是至少1 %，更有利地至少 3%。

La203是必要的且具有使濃度劇低較不會發生的效果 或增加增益的效果。若它少於〇 . 〇 1 %，則此種效果會變小 。它有利地至少〇. 1 %。若它超過1 5 %，則難以玻璃化或 光學損失會增加。它有利地是至多1 2%，更有利地至多 10%。 在欲用本發明之玻璃以供EDF A用之光學纖維而不繞 成繞線管或欲用之以供EDFA用之緊密平面導波器的情況 中，倂至玻璃基質之Ει·的量典型地會高達至少1質量分 的程度，且爲了抑制Er所造成之濃度劇減，La2〇3有利地 是至少1 %，更有利地至少2 %。 在欲用本發明之玻璃以供放大在包括L譜帶之波長 區中之光的情況中，La2〇3有利地是0.5至4%。在此種情 況中，光學纖維或平面導波器之長度是長的（典型地至少 80公分），且若它超過4%，所要之光放大作用會變得難 以得到，因有光學損失。更有利地是至多3 %，特別有利 地至多2.5 %。 在本發明中，玻璃基質有利地基於以下氧化物實質由 彼組成： 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公麓） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 璉濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -11 - 575527 A7 B7 五、發明説明（9 ) B i 2 〇 3 20 至 80%， B 2 0 3 0 至 60%， Si〇2 0 至 60%， Ga2〇3 0 至 30%， W〇3 0 至 30%， Te〇2 0 至 30%， La2〇3 0.01 至 15%， Ah〇3 0 至 10%， Ge〇2 0 至 30%， Ti〇2 〇 至 30%， Sn〇2 0 至 30%，及 Ce〇2 0 至 2 %。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在以上有利的玻璃基質中，將描述非前述之Bi2〇3 ’ B20 3 5 Si〇2，Ga2〇3，WΟ3 5 Te〇2 及 La2〇3 的成份。

Al2〇3並非必要的，但至多可以合倂10%以藉抑制在 玻璃製備期間之晶體沈澱以促進玻璃形成。若它超過1 〇% ，光放大因素可能減低。它更有利地是至多9%，更有利 地至多8%，特別有利地至多7%，最有利地至多5%。當 Ah〇3被合倂時，其含量有利地是至少0.1%，更有利地至 少1 %，特別有利地至少2%。 爲了藉抑制玻璃製備期間晶體之沈澱以促進玻璃之形 成，有利地合倂AhCh及Ga2〇3之至少一者，且其總含量 Al2〇3 + Ga2〇3有利地至多30%。若總含量超過30%，則難 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -12 - 575527 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（1〇 ) 以玻璃化或Tg變低。更有利地，它至多是25%。再者， Ah〇3 + Ga2〇3有利地至少3%，更有利地至少8%，特別有 利地至少1 2 %。 Ge〇2並非必要的，但至多可合併至30%，因爲它有 促進玻璃形成之效果或增加折射指數的效果。若它超過 30%，玻璃易結晶。它有利地是至多10%，更有利地至多 5 %。當G e 0 2被合倂時，其含量有利地至少0.1 %，更有利 地至少1 %。 CeCh並非必要的，但至多可合倂至2%，以防止BhCh 以金屬鉍之形式沈澱於熔融玻璃中且因此降低玻璃的透明 度。若它超過2%，則玻璃被黃色或橙色之著色會明顯， 因此透射比會減低。它有利地是至多1 %，更有利地至多 0.5 %。當合倂C e〇2時，其含量有利地是至少0.1 %。當想 要增加透明度，有利地不合倂CeCh。 T i〇2和S η 0 2之每一者並非必要的，但每一者可至多 合倂30%，爲了抑制加工成纖維期間之反玻璃化。每一含 量更有利地是至多10%。 在本發明中有利的玻璃基質實質由上述成份組成，但 可在不損害本發明之目的範圍內合倂其它成份。此種％其 它成份〃之總含量有利地是至多1 〇%。例如，可以合倂 MgO、CaO、SrO、BaO、Na20、K20，Zr02、ZnO、CdO 、ln203、PbO，等以抑制在加工成纖維期間之反玻璃化或 促進玻璃化，且可以合倂Yb2〇3以抑制反玻璃化或濃度劇 減。再者，當合倂Yb203時，其含量有利地是至多5%。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13- 575527 A7 B7 五、發明説明（11 ) 關於產製本發明之玻璃的方法並無特別限制。例如， 它可以藉一種熔融方法來產製，其中原料被製備且混合， 置入金坩堝，鋁坩鍋，Si〇2坩堝或銥坩堝中且在800至 I，3 〇〇°C溫度下空氣中熔化且所得熔融物澆鑄於指定的模 中。除此以外，它可以藉其它非熔融方法的方法如溶膠_ 凝膠方法或氣相蒸汽沈積方法來產製。 實施方式 實例 在具有如表1至3中自Bi2〇3至Ce02之各行中所示 之莫耳％的組成的玻璃基質中，E r以表中所示之每1 〇 〇質 量分之玻璃基質之質量分的比例被添加，且所得之玻璃藉 熔融方法在1 200°C下被熔化。在實例1 (包層），實例2 (包層），實例3 (包層），實例4 (包層），實例5 ( 包層）和實例6 (包層）中，不合倂Ει·。實例1 (核心） ，實例3 (核心），實例4 (核心）及實例5 (核心）是 本發明之玻璃的實例。其它玻璃是比較實例。 關於這些玻璃，在1.55 // m波長處之折射指數η藉橢 圓計來測量，且玻璃轉化點Tg (單位：°C )藉微分熱分 析（DTA )來測量。結果顯示於表中。 具有4//m核心直徑，124//m包層直徑和50公分長 之光學纖維1藉拉伸一預型（其藉習知之擠出方法來製備 )由實例1 (核心）和實例1 (包層）所製備。類似地’ 具有4 // m核心直徑，1 24 // m包層直徑和5公分長之光學 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14- 575527 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _五、發明説明（12 ) 纖維2由實例2 (核心）和實例2 (包層）所製備；具有 核心直徑，125// m包層直徑和98公分長之光學纖 維由實例3 (核心）和實例3 (包層）所製備；具有4.9 // m核心直徑，125 // m包層直徑和254公分長之光學纖維4 由實例4 (核心）和實例4 (包層）所製備；具有4.7 // m 核心直徑，125/z m包層直徑及25 3公分長之光學纖維5 由實例5 (核心）及實例5 (包層）所製備；及具有4.0 // m核心直徑，125 // m包層直徑及118公分長之光學纖 維6由實例6 (核心）和實例6 (包層）所製備。光學纖 維1,3，4及5是本發明之光學導波器之實例而光學纖維2 和6則是比較例。 在光學纖維1和2中導入具有980nm波長及230mW .強度之雷射光束（激發光）及具有如表4和5中所定之波 長（單位：nm )的訊號光（強度=0.1mW)，且在光學3 至6中導入具有l，480nm波長及280mW強度之雷射光束 (激發光）和由具有如表4和5中所定之波長的訊號光（ 強度=1 m W ) 。G之測量結果示於表4和5中。 G藉下式，由進入光學纖維之訊號光的入射強度Πη 及光學纖維所出之輸出強度來計算，測量誤差在± 0.5dB 內。 G=10x 10g ( Iout-Iin/Iin) 由表4和5顯明：對於具有1 mW強度之光而言，使 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-15- 575527 A7 B7 五、發明説明（13 ) 用光學纖維3,4,5及6時，3-dB向下譜帶寬分別是75nm ，7 5 n m以上，7 0 n m以上及7 0 n m以上。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，G (單位：dB)藉以下方式測量：具有980nm 波長及如表6中所定之強度（單位：mW)的雷射光束（ 激發光）和具有l，560nm波長之訊號光（強度=lmW)被 導至光學纖維1和2中。由表6中所示之測量結果顯見： 使用具有5公分長之光學纖維1時，則當激發光強度是至 少l2〇mW時可以得到至少8dB之G。 再者，G (單位：dB )和lout (單位：mW )藉以下 方式測量：具有l，48〇nm波長及如表7或8中所定之強度 (單位：mW)的雷射光束（激發光）及具有l，600nm波 長之訊號光（強度=1 mW )被導至光學纖維3至6中。G 之測量結果示於表7中且lout之測量結果示於表8中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由表8顯明：使用光學纖維3時，當激發光強度是至 少186mW時，使用光學纖維4時，當激發光強度是至少 100mW時，及使用光學纖維5時，當激發光強度是至少 7 9mW時，7?變爲至少10%。另一方面，使用光學纖維6 作爲比較實例時，即使激發光是400mW，π是8.2%，亦 即少於1 〇 %。 再者，在表6，7及8中，強度是OmW的情況代表僅 導入訊號光而不導入雷射光束的情況。 光學纖維1適於上述情況，其中它被用來作爲EDFA 用之光學纖維，未被繞成繞線管或適於上述情況，其中它 被用來作爲EDFA所用之緊密平面導波器。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16- 575527 A7 B7 五、發明説明（14 ) 光學纖維3，4及5適於一情況，其中它們被用來放大 在包括L譜帶之波長區中的光。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，La2〇3之含量和光學損失間之關係檢查如下。 亦即，以上述相同方式，製備玻璃，在實例3 (核心）和 實例3 (包層）中4.3莫耳％之La2〇3含量在實例7 (核心 )和實例7 (包層）中減至2.8莫耳％，在實例8 (核心） 或實例8 (包層）中減至1.4莫耳％，或在實例9 (核心） 及實例9 (包層）中減至0莫耳％。Si〇2含量被增加以補 足La2〇3含量的減低。在表9中，實例7 (核心）至實例 9 (包層）的玻璃組成以如表1至3中之相同方式被顯示 〇 以如光學纖維3之相同方式，光學纖維7由實例7 ( 核心）和實例7 (包層）來製備，光學纖維8由實例8( 核心）和實例8 (包層）來製備，且光學纖維9由實例9 (核心）和實例9 (包層）來製備。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 相關於具有I，3 l〇nm波長之光，光學纖維3,7,8及9 之光學損失藉回切法（Cut back method)來測量且發現 分別是 2.1dB/m，1.4dB/m，0.7dB/m 及 0.7dB/m。亦即， 若La203含量超過4莫耳％，光學損失是至少2dB/m，且 若用長的光學纖維，則光學損失是不可忽視的。在此，爲 了避免被Er吸收，使用具有上述波長之光以供光學損失 之測量。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -17- 575527 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（15) 表 1 實例1 實例1 實例2 實例2 (核心） (包層） (核心） (包層） Bi203 42.7 42.8 42.8 42.8 Si02 3 1.4 35.6 35.6 35.6 Ga2 0 3 17.8 14.3 17.8 14.3 La2 〇3 4.3 0 0 0 ai2o3 3.6 7.1 3.6 7.1 Ce02 0.2 0.2 0.2 0.2 Er 1.22 0 1.27 0 n 2.05 2.01 2.02 2.01 Tg 505 485 490 485 表 2 實例3 實例3 實例4 實例4 (核心） (包層） (核心） (包層） Bi2〇3 42.7 42.7 42.7 42.7 Si02 3 1.4 3 1.4 3 1.4 3 1.4 G a 2 〇 3 17.8 14.3 17.8 14.3 L a 2 〇 3 4.3 4.3 4.3 4.3 Al2〇3 3.6 7.1 3.6 7.1 Ce02 0.2 0.2 0.2 0.2 Er 0.65 0 0.32 0 n 2.05 2.04 2.05 2.04 Tg 505 508 505 508 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐）

、1T φι. -18- 575527 A7 B7 五、發明説明（16 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表 3 實例5 (核心） 實例5 (包層） 實例6 (核心） 實例6 (包層） B i 2 〇 3 42.8 42.8 42.8 42.8 Si〇2 34.2 34.2 35.6 35.6 Ga2 〇3 17.8 14.3 17.8 14.3 L a 2 0 3 1.4 1.4 0 0 A1 2 〇 3 3.6 7.1 3.6 7.1 C 6 0 2 0.2 0.2 、0.2 0.2 Er 0.32 0 0.65 0 n 2.03 2.02 0.02 2.01 Tg 490 492 485 485 表 4 波 長 1520 1525 1530 1535 1540 1545 1550 1555 1560 1565 1570 纖 維 1 4.6 6.4 9.3 11.1 10.4 11.2 11.1 11.2 11.0 9.7 8.1 纖 維 2 0.5 1.1 3.2 4.6 -5.0 5.4 4.3 4.5 5.4 5.0 3.4 纖 維 3 - - - 8.2 16.1 17.6 18.1 18.6 19.0 19.0 18.9 纖 維 4 - - - - 11.2 18.8 19.6 20.1 20.3 20.5 20.5 纖 維 5 - - - - 9.4 17.0 18.3 19.0 19.3 19.8 20.2 纖 維 6 - - - - - 5.2 13.5 15.6 16.3 16.5 16.5 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣·

、1T ^w! -19- 575527

7 B 五、發明説明（17 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表 5 波長 1575 1580 1585 1590 1595 1600 1605 1610 1616 1620 纖維1 7.0 6.1 6.3 6.5 6.3 5.7 5.4 5.4 5.1 5.2 纖維2 3.2 2.7 2.8 2.2 2.4 2.2 1.7 1.9 2.1 1.6 纖維3 18.8 18.5 18.6 18.6 18.6 18.4 18.2 17.8 16.9 14.5 纖維4 20.4 20.3 20.4 20.4 20.4 20.3 20.1 19.8 19.4 18.5 纖維5 20.1 20.0 20.0 20.0 20.0 19.9 19.7 19.5 19.1 18.2一 纖維6 16.4 16.3 16.3 16.5 16.2 16.4 16.2 15.9 15.4 14.5_ 表 6 強度 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 230 纖維1 -9.9 -4.3 2.0 4.7 6.5 7.8 8.2 8.6 9.1 9.6 9.8 9.8 纖維2 -8.8 -3.6 0.2 2.0 3.8 4.3 4.8 5.0 5.2 5.4 5.4 表 7 強 度 0 36 79 100 143 186 229 272 315 358 ------- 400 _—-—- 纖 維 3 ^19.0 -6.3 4.1 7.2 11.4 13.8 15.4 16.6 17.5 18.1 18.6 ______一 纖 維 4 -24.3 -6.8 7.9 11.0 14.5 16.5 17.8 18.7 19.5 20.0 20.5 纖 維 5 -24.6 1.7 10.5 12.7 15.3 16.7 17.8 18.7 19.3 19.8 20-3 一--- 纖 維 6 -23.2 -11.7 -1.0 2.6 7.4 10.4 12.1 13.2 14.2 14.5 15.2 --— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本. 訂 ,· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -20- 575527 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（18 ) 表 8_ 強 度 0 36 79 100 143 186 229 272 315 358 400 纖 維 3 <0.1 0.2 2.5 5.2 13.7 24.0 34.9 45.6 55.6 64.1 71.9 纖 維 4 <0.1 0.2 6.1 12.6 28.3 44.3 59.6 74.3 88.1 101 112 纖 維 5 <0.1 1.5 11.2 18.6 33.9 46.8 60.3 74.1 85.1 95.5 107 纖 維 6 <0.1 0.1 0.8 1.8 5.5 10.9 16.3 20.9 26.2 28.4 32.8 表 9 實例7 .(核心） 實例7 (包層） 實例8 (核心） 實例8 (包層） 實例9 (核心) 實例9 (包層） Bl2〇3 42.7 42.7 42.7 42.7 42.7 42.7 S1O2 32.9 32.9 34.3 34.3 35.7 35.7 Ga2〇3 17.8 14.3 17.8 14.3 17.8 14.3 La2〇3 2.8 2.8 1.4 1.4 0 0 Al2〇3 3.6 7.1 3.6 7.1 3.6 7.1 Ce〇2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 Er 0.65 0 0.65 0 0.65 0 依本發明，可能得到光放大型玻璃和具有放大功能之 光學導波器，藉此，即使具有高強度之雷射光被用來作爲 激發光，熱損害亦較不可能發生，且濃度劇減較不可能發 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --

.T Γ dir. -21 - 575527 A7 ____B7_ 五、發明説明（彳9 ) 生。 再者，可能得到具有所要之放大功能的光學纖維，即 使長度是短的且其可用來供EDFA之用而不繞成繞線管。 再者’也可能得到具有局轉換效率之光學導波器，即 使在放大在包括L譜帶之波長區中的光時，再者，也可 能得到具有寬的3-dB向下譜帶寬於相同放大作用中的光 學導波器，且進一步可能得到光學導波器，藉此在1，62〇 nm處之增益是至少l〇dB。 在2001年10月10日申請之日本專利申請案2〇〇1_ 3 1 3 1 5 7之整個揭示，包括說明書，申請專利範圍和摘要 整個倂入本文作參考。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 參· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22-

Claims (1)

1. 575527 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 公告本 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 1. 一種光放大型玻璃，其包括100質量分玻璃基質和 0.1至10質量分Er摻至玻璃基質中，其中玻璃基質包括 Bh〇3，至少一 B2〇3和SiCh，至少一選自由GaaCh ’ W〇3 TeCh組成之群中者，及La2〇3，其比例是Bi2〇320至80 莫耳％，B: -〇3 + Si〇2 5至75莫耳％，Ga2〇3 + W〇3 + Te〇2 0.1至 35莫耳％及La2〇3 0.01至15莫耳％。 2.如申請專利範圍第1項之光放大型玻璃’其中玻璃 基質實質由以下氧化物組成，以基於以下氧化物之莫耳％ 表示： Bi2〇 3 20 至 80%， B 2 〇 3 0 至 60%， Si〇2 0 至 60%， G a 2 0 3 0 至 30%， W〇3 0 至 30%， Te〇2 0 至 30%， La2〇 3 0.01 至 15%， AhO： 3 0 至 1 0 %， Ge〇2 0 至 30%， Ti〇2 0 至 30%， S n〇2 0至30%，及 Ce〇2 0 至 2%。 3 .如申請專利範圍第1項之光放大型玻璃’其中 Las03在玻璃基質中之含量是〇.5至4莫耳％。. 4.如申 請專利範圍第1項之光放大型玻璃’其中Er 訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -23- f 575527 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 以每1 00質量分玻璃基質1至3質量分之比例被摻雜。 5·如申請專利範圍第1項之光放大型玻璃，其中Er 以每100質量分玻璃基質少於1質量分之比例被摻雜。 6·—種光學導波器，其包括如申請專利範圍第1項之 光放大型玻璃作爲核心。 7·如申請專利範圍第6項之光學導波器，其對具有 l，530nm至l，560nm之波長及〇.lmW強度的光而言具有至 少8dB之增益，當光學導波器長是5公分時。 8·如申請專利範圍第6項之光學導波器，其對於在 l，530nm至l，620nm波長區內具有lmW強度的光而言具有 3-dB向下譜帶寬且對於具有uOOnm波長之光而言具有 至少1 0 %之轉換效率。 9·如申請專利範圍第6項之光學導波器，其對於具有 l，620nm波長及lmW強度之光而言具有至少l〇dB之增益 且其對具有l，600nm波長之光而言具有至少10%之轉換效 率。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ _