WO2006112071A1 - 光ファイバ及びその製造方法並びに光増幅器 - Google Patents

光ファイバ及びその製造方法並びに光増幅器 Download PDF

Info

Publication number
WO2006112071A1
WO2006112071A1 PCT/JP2005/020208 JP2005020208W WO2006112071A1 WO 2006112071 A1 WO2006112071 A1 WO 2006112071A1 JP 2005020208 W JP2005020208 W JP 2005020208W WO 2006112071 A1 WO2006112071 A1 WO 2006112071A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
core
core portion
optical fiber
rare earth
concentration
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/020208
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Masato Nishihara
Etsuko Hayashi
Shinya Inagaki
Original Assignee
Fujitsu Limited
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Limited filed Critical Fujitsu Limited
Priority to EP05805502.1A priority Critical patent/EP1865582B1/en
Priority to JP2007521072A priority patent/JP4792464B2/ja
Publication of WO2006112071A1 publication Critical patent/WO2006112071A1/ja
Priority to US11/847,663 priority patent/US7729588B2/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01225—Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
    • C03B37/01248—Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing by collapsing without drawing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/01413—Reactant delivery systems
    • C03B37/01433—Reactant delivery systems for delivering and depositing additional reactants as liquids or solutions, e.g. for solution doping of the porous glass preform
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/018—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
    • C03B37/01807—Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
    • C03B37/01838—Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners for delivering and depositing additional reactants as liquids or solutions, e.g. for solution doping of the deposited glass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00—Type of glass produced
    • C03B2201/06—Doped silica-based glasses
    • C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
    • C03B2201/34—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with rare earth metals, i.e. with Sc, Y or lanthanides, e.g. for laser-amplifiers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10—Internal structure or shape details
    • C03B2203/22—Radial profile of refractive index, composition or softening point
    • C03B2203/29—Segmented core fibres
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03616—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
    • G02B6/03622—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only
    • G02B6/03633—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 2 layers only arranged - -
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
    • H01S3/06729—Peculiar transverse fibre profile

Definitions

  • the present invention relates to an optical fiber, a method for manufacturing the same, and an optical amplifier, and more particularly to a technique suitable for use in a wavelength division multiplexing transmission system in which the wavelength interval between signals is narrower than before for the purpose of expanding capacity.
  • WDM wavelength division multiplexing
  • a key device for WDM transmission systems is an optical amplifier that compensates for optical loss in the fiber.
  • An optical amplifier that supports signal light in the C-band (1529–1563 nm) is an erbium-doped optical fiber (EDF).
  • An erbium doped fiber amplifier (EDFA) using an erbium doped fiber (EDB) is used.
  • a general EDF used as an amplification medium is composed of a core portion 22 and a clad portion 23 as shown in FIG. Since the refractive index of the core part 22 is larger than the refractive index of the clad part 23, most of the signal light and excitation light propagate through the fiber while repeating total reflection at the core part 22.
  • erbium ions (Er 3+ ) that contribute to the amplification of signal light are added to all or part of the core part 22, and the signal light absorbs the energy obtained by the absorption of erbium ions from the excitation light. As a result, the signal light is amplified.
  • the above-mentioned L-band EDFA has a feature that the gain per unit length of the EDF as an amplification medium is small. In order to obtain a sufficient gain as an amplifier, the EDF length is increased. Is necessary. On the other hand, when the EDF length becomes longer, the effect of crosstalk due to four-wave mixing (FWM: FourWaveMixing), which is a non-linear phenomenon that occurs in EDF, becomes larger, leading to degradation of transmission performance. [0005] Therefore, several methods for improving the transmission performance of the optical amplifier have already been proposed. For example, there are techniques described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-4772 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-238883 (Patent Document 2).
  • the first core portion is provided on the outer peripheral side of the first core portion and has a refractive index power higher than that of the first core portion.
  • a clad portion provided on the outer peripheral side of the core portion and having a refractive index smaller than that of the second core portion, and at least one kind of rare earth element is added to each of the first core portion and the second core portion, and
  • DSC DualShapeCores fiber
  • the first core portion and the periphery of the first core portion are surrounded by a lower refractive index than that of the first core portion, and the refractive index difference is 0.2 to 1.0. % Of the second core portion, and a silica-based fiber that surrounds the second core portion and has a lower refractive index than the second core portion and a refractive index difference of 0.3 to 2.0%.
  • the pump light is a silica-based glass, so that the first loss is low. Propagation over a long distance is possible over two cores, and the gain efficiency of the amplifier can be increased.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-4772
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 3-238883
  • the first core part 24, the second core part 25, and the clad part 26 are provided as shown in FIG. 21 in order to solve the general problem of the EDF structure.
  • the degree of freedom in EDF design can be increased, the chromatic dispersion value of EDF20 can be made larger than that of the conventional fiber structure shown in FIG. 20, and FWM can be suppressed.
  • the technology makes it possible to improve the gain efficiency of amplifiers by making efficient use of pumping light.
  • the effect of FWM increases as the wavelength interval between WDM signals becomes narrower. Therefore, for the purpose of expanding capacity, the wavelength interval between signals is made narrower than before, for example, 25G. For transmission systems with Hz intervals, further suppression of FWM is required.
  • Fig. 22 shows the result of calculating the FWM crosstalk when the product of concentration length is constant and the EDF length is changed. As shown in Fig. 22, it can be seen that the shorter the EDF length, the more FWM is suppressed.
  • FIG. Fig. 24 is an energy level diagram of the erbium ion, and the black circles in the figure indicate erbium ions present at each energy level.
  • energy is transferred from the erbium ion as the donor to the erbium ion as the acceptor, the energy level is lowered on the donor side, and the energy level is raised on the acceptor side. .
  • energy is released and returns to the original energy level.
  • This type of energy exchange between erbium ions that does not contribute to amplification is called non-radiative energy exchange.
  • the present invention was devised in view of the above problems, and while reducing the deterioration of gain efficiency due to concentration quenching, shortening the length of the amplification medium, the amount of FWM generated in the amplification medium is reduced.
  • the purpose is to be able to suppress.
  • an optical amplifier includes a first core portion to which rare earth ions are added, and a rare earth ion having a higher concentration than that of the first core portion and lower than that of the first core portion.
  • An optical fiber having a second core part having a refractive index and provided on the outer periphery of the first core part, and a cladding part having a lower refractive index than the second core part and provided on the outer periphery of the second core part;
  • a forward pumping unit that inputs the first forward pumping light in the 980 nm band and the second forward pumping light in the 1480 nm band from the input end of the fiber, and a rear pumping unit that inputs the backward pumping light in the 1480 nm band from the output end of the optical fiber
  • the inversion distribution ratio in the first and second core portions of the optical fiber is controlled by controlling the intensity ratio between the first forward pumping light and the second forward pumping light. Item 1), and the inversion distribution ratio of the second core part should be 0.6 or less. It may also be to adjust the serial intensity ratio ⁇ (claim 2).
  • the optical fiber of the present invention includes a first core portion doped with rare earth ions and an outer peripheral portion of the first core portion.
  • the second core portion force may be a region where the inversion distribution ratio tends to be lower than that of the first core portion due to the wavelength dependence of the beam profile of the excitation light (claim 4).
  • the first wavelength band excitation light having a beam profile having a high confinement effect in the first core part and the excitation light closer to the first core part than the first wavelength band excitation light.
  • the core diameters of the first core part and the second core part may be set (claim 5), and the core diameters of the first core part and the second core part may be set to the first core part and the second core part, respectively.
  • a combination that maximizes the contribution to the change in the inversion distribution ratio of the second core portion by the pumping light in the second wavelength band may be set. (Claim 6).
  • the concentration of rare earth ions in the first core portion and The concentration of rare earth ions in the second core portion may be determined based on the relationship between the change in gain efficiency due to each excitation light with respect to each concentration change (Claim 7), and the inversion distribution.
  • the concentration of the rare earth ions in the second core portion where the rate tends to be low may be set to a value in a region where the gain efficiency due to each excitation light with respect to the concentration change turns from an increasing tendency to a decreasing tendency. Claim 8).
  • the concentration of the rare earth ions in the first core portion and the concentration of the rare earth ions in the second core portion are such that the decrease in gain efficiency with respect to the increase in concentration from the constant concentration is almost equal.
  • Each of the first core portion and the second core portion may include at least erbium ions.
  • the rare earth ions added to the first core portion and the second core portion may include at least erbium ions. ⁇ (Claim 10).
  • At least one rare earth element of ytterbium, yttrium, lanthanum, and gadolinium may be further added to the first core portion or the second core portion (claim 11).
  • the first wavelength band may be a 980 nm band
  • the second wavelength band may be a 1480 nm band (claim 12).
  • an optical fiber of the present invention is an optical fiber having a core part and a cladding part, and rare earth ions are added to the core part.
  • the region where the inversion distribution ratio tends to be lower due to the wavelength dependence of the beam profile when excitation light in several wavelength bands propagates is characterized by a higher rare earth ion concentration ( (13)
  • the concentration of the rare earth ions in the region where the inversion distribution ratio tends to be low is set to a value in a region where the gain efficiency due to each excitation light with respect to the concentration change turns from an increasing tendency to a decreasing tendency.
  • the plurality of types of wavelength bands may include at least a 980 nm band and a 1480 nm band (Claim 15).
  • the optical amplifier of the present invention is provided with a first core portion doped with rare earth ions and an outer peripheral portion of the first core portion, and rare earth ions are added.
  • a second core part having a refractive index lower than that of the first core part and having a higher concentration of rare earth ions than that of the first core part, and an outer peripheral part of the second core part are provided.
  • An amplifying medium comprising an optical phino having a lower refractive index than the first core part with respect to the amplifying medium.
  • a pumping light source for supplying light of a wavelength as excitation light, and having a high confinement effect on the light source, a low confinement effect on the wavelength and the first core part, and (Claim 16)
  • the wavelength difference between the wavelengths may be 300 nm or more (Claim 17), and the excitation light source is configured to supply all the wavelengths of light as forward excitation light.
  • the excitation light source may be configured to supply one of the light of each wavelength as forward excitation light and the other as backward excitation light (Claim 19), Further, the excitation light source may be configured to supply at least 980 nm band light and 1480 nm band light as the excitation light! (Claim 20)
  • the optical fiber manufacturing method of the present invention uses a rod-shaped glass tube to create a first preform for the first core layer to which rare earth ions are added.
  • the second preform is formed by forming a second core layer in which a rare earth ion having a higher concentration than the concentration of the rare earth ion added to the first preform is formed on the inner layer of the hollow glass tube serving as the cladding.
  • the first preform is inserted into the second preform and solidified (Claim 21), and the first preform is further added to the rod-shaped glass tube.
  • the first glass porous body is formed by depositing silicon, and is formed by adding the rare earth ions to the first glass porous body, and the second preform is formed in the inner layer of the hollow glass tube. Silicon dioxide The second glass porous body may be deposited to form the second glass porous body, and the rare earth ions may be added to the second glass porous body (claim 22).
  • the bubble ratio of the second glass porous body may be larger than the bubble ratio of the first glass porous body.
  • the second core After the formation of the layer, a layer made of silicon dioxide may be formed in the inner layer further than the second core layer! (Claim 24).
  • the first core portion to which rare earth ions are added and the outer periphery of the first core portion are provided, and rare earth ions are added and lower than the first core portion.
  • the concentration length product can be kept constant even if the fiber length is shortened by making the rare earth ion concentration added to the second core portion larger than that of the first core portion. Therefore, it is possible to suppress the generation amount by shortening the fiber length as the working length of the FWM while maintaining the amplification gain, and the amplification performance as a whole fiber can be improved.
  • the concentration of the rare earth ions in the first core portion and the concentration of rare earth ions in the second core portion are set to such a concentration that the respective gain efficiencies are almost equal to the increase in concentration from a certain concentration.
  • the concentration of the rare earth ions added to the core can be optimized, and therefore, gain efficiency deterioration due to concentration quenching can be minimized.
  • the distance between erbium ions is further increased by further adding at least one rare earth element of ytterbium, yttrium, lanthanum and gadolinium to the first core part or the second core part.
  • the dispersibility of erbium ions can be increased. That is, it is possible to further suppress the gain efficiency deterioration due to concentration quenching.
  • the excitation light source efficiently supplies the light of each wavelength as forward excitation light, thereby efficiently controlling the inversion distribution ratio in the first core portion and the second core portion. This comes out.
  • the rare earth ion added to the optical fiber of the present invention is an erbium ion
  • the forward excitation light is changed to light in the 980 nm band and light in the 1480 nm band. It becomes an excited state, and stimulated emission occurs by entering the signal light here, Signal light can be amplified.
  • an optical amplifier suitable as a key device necessary for a large capacity of an optical communication system by improving the amplification performance of the optical amplifier while suppressing deterioration of gain efficiency due to concentration quenching.
  • the power of the pumping light necessary for the amplification of the signal light can be suppressed as compared with the prior art, which can greatly contribute to the cost reduction of the optical amplifier.
  • the first preform for the first core layer to which rare earth ions are added is prepared using a rod-shaped glass tube, and the hollow glass serving as the cladding is formed.
  • a second core layer in the inner layer of the tube to which a rare earth ion having a concentration higher than that of the rare earth ions added to the first preform is formed a second preform is formed,
  • the fiber of the present invention can be easily manufactured.
  • the first preform is deposited with silicon dioxide on a glass tube to form a first glass porous body, and a rare earth ion is added to the first glass porous body.
  • the second preform is made by depositing silicon dioxide on the inner layer of the glass tube to form the second glass porous body, and the rare earth ions are added to the second glass porous body.
  • the bubble ratio of the first glass porous body and the second porous body can be controlled. Therefore, the concentration of rare earth ions added to the second glass porous body can be controlled by the first glass porous body. It is possible to easily increase the concentration of rare earth ions added to the glass porous body.
  • a layer made of silicon dioxide and silicon dioxide is formed in an inner layer further than the second core layer.
  • Rare earth ions can be prevented from diffusing between the part and the second core part.
  • FIG. 1 is a view showing a cross-sectional configuration and a refractive index distribution of a rare earth ion-doped optical fiber according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the inversion distribution ratio of erbium ions and the gain efficiency of EDF according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a beam profile in EDF according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the concentration of erbium ions added to the core according to the present embodiment and the gain efficiency of EDF.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of EDF A using the EDF shown in FIG. 1.
  • FIG. 6 is a diagram defining EDF parameters according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a table showing parameter values of each EDF used for performance comparison between the conventional EDFA and the EDFA of the present embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing the wavelength characteristics of the (Nt X ⁇ ) value of the conventional EDF and the EDF of the present embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of gain efficiency required for EDFA.
  • FIG. 10 is a diagram showing the wavelength characteristics of the FWM crosstalk amount of the conventional EDF and the EDF of the present embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram comparing the FWM crosstalk amount between the conventional EDF and the EDF according to the present embodiment at a wavelength where the FWM crosstalk amount is the largest in the EDF according to the present embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing a method for forming a porous glass body in the first step of the EDF manufacturing method shown in FIG.
  • FIG. 13 is a diagram showing a method of adding elpium ions to the glass porous body in the first step of the EDF production method shown in FIG. 1.
  • FIG. 14 is a diagram showing a method for forming a porous glass body in the second step of the method for producing EDF shown in FIG.
  • FIG. 15 is a diagram showing a method for adding elpium ions to the glass porous body in the second step of the EDF production method shown in FIG. 1.
  • FIG. 16 is a diagram showing a core forming process in the third step of the manufacturing method of the EDF shown in FIG.
  • FIG. 17 is a diagram showing a solid method of preforming in the third step of the EDF manufacturing method shown in FIG. 1.
  • FIG. 18 is a view showing a modification of the EDF shown in FIG.
  • FIG. 19 is a silicon dioxide / silicon dioxide layer provided between the first core portion and the second core portion of the EDF shown in FIG. It is a figure which shows the manufacturing process of this.
  • FIG. 20 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a conventional EDF having a single core portion and its refractive index distribution.
  • FIG. 21 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a conventional EDF having a first core portion and a second core portion and its refractive index distribution.
  • FIG. 22 is a diagram showing the relationship between EDF EDF length and FWM crosstalk amount.
  • FIG. 23 is a graph showing the relationship between the concentration of erbium ions added to the EDF core and the gain efficiency of EDF.
  • FIG. 24 is a diagram showing the principle of concentration quenching.
  • FIG. 25 is a diagram showing the wavelength dependence of a beam profile in a fiber according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 is a diagram showing the relationship between the EDF core diameter and parameter 7? According to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a diagram showing an example of EDF parameters according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 28 is a diagram showing the relationship between the erbium ion concentration in the second core portion, the gain per unit length, and the concentration extinction amount in the EDF according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 29 is a diagram showing a relationship between erbium ion concentration in the second core portion and gain efficiency in the EDF according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 is a diagram showing the EDF length and the required excitation power with respect to the erbium ion concentration of the second core part in the EDF according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 31 is a diagram showing the distance characteristics of the inversion distribution rate in the EDF according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional configuration and a refractive index distribution of a rare earth ion-doped optical fiber according to an embodiment of the present invention.
  • a rare earth ion-doped optical fiber 10 of the present embodiment includes a first core portion 1, a second core portion 2 provided on the outer periphery of the first core portion 1, and a second core portion 2.
  • the clad part 3 provided on the outer periphery of the core part 2 is provided.
  • the first core part 1 has a refractive index larger than that of the second core part 2 and the cladding part 3, and the second core part 2 has a refractive index smaller than that of the first core part 1,
  • the refractive index is larger than that of the clad part 3
  • the clad part 3 is configured to have a refractive index smaller than that of the first core part 1 and the second core part 2. This makes it possible to freely design the fiber. For example, by changing parameters such as the beam diameter, the maximum amplification efficiency can be set.
  • erbium ions (Er 3+ ) are added to the first core part 1 and the second core part 2.
  • EDFA erbium-doped optical fiber amplifier
  • EDF erbium-doped optical fiber
  • the concentration is set such that the erbium ion concentration in the second core part 2 is higher than the erbium ion concentration in the first core part 1 by a determination method described later.
  • the average erbium ion concentration in the fiber can be made larger than that in the conventional fiber, so that the product of the concentration length can be kept constant even if the fiber length is shortened, and the amplification efficiency is maintained. be able to.
  • the fiber length as the working length of FWM can be shortened to reduce the amount of FWM generated, the amplification performance of the entire fiber can be further improved.
  • Yb ytterbium
  • Y yttrium
  • La lanthanum
  • Gd gadmium
  • at least one rare earth element may be added.
  • a rare earth element other than the erbium ions is inserted between the erbium ions added to the cores 1 and 2, and the distance between the erbium ions can be increased.
  • the dispersibility of erbium ions in the core can be increased. That is, energy exchange (non-radiative energy exchange) between elpium ions can be suppressed, and deterioration of gain efficiency due to concentration quenching can be suppressed.
  • the core part 1 and the core part 2 it is preferable to use light having different beam profiles in the core part 1 and the core part 2 as excitation light of the EDF 10, and more preferably, two types of light having a wavelength difference of 300 nm or more are used. It is good to use.
  • light in the 980 nm band has a high confinement effect in the first core part 1, while light in the 1480 nm band has a low confinement effect in the first core part 1!
  • the power power ratio
  • the desired beam profile of each pumping light By controlling the power (power ratio), it is possible to obtain the desired beam profile of each pumping light, and to easily control the desired erbium ion excitation state (inversion distribution rate) without changing the fiber structure. It becomes possible. However, if the excitation light in the wavelength band having a large confinement effect in the first core part 1 and the excitation light in the wavelength band in which the confinement effect in the first core part 1 is smaller than the excitation light in the wavelength band, the inversion distribution The rate can be easily controlled, and even with such multiple excitation lights This embodiment can be implemented.
  • the inversion distribution ratio indicates the ratio of the total number of erbium ions with energy equivalent to the upper level of the two-level system, and is used as a parameter that represents the excited state of EDF.
  • the relationship between the inversion distribution ratio and the gain efficiency of EDF as shown in Fig. 2 was obtained. According to Fig. 2, it can be seen that it is important to operate EDF with an inversion distribution ratio of 0.6 or less in order to suppress the deterioration of gain efficiency due to concentration quenching.
  • Figure 31 shows the inversion distribution ratio of erbium ions in the fiber when 1480-nm excitation light is incident on the EDF, which is an amplification medium, from the front and rear, and optical amplification in the L-band is attempted.
  • the longitudinal direction is represented as the horizontal axis.
  • the first core unit is also divided from the wavelength dependence of the beam profile of the signal light and the excitation light shown in Fig. 3. 1 is a region where the power of the pump light in the 980 nm band is concentrated (see reference numeral 31) and the inversion distribution rate tends to be high.
  • the second core part 2 mainly leaks the pump light in the 1480 nm band. Since the excitation density is lower than that of the first core part 1, the inversion distribution ratio at which the density of the excitation light is smaller than that of the first core part 1 also tends to be lower than that of the first core part 1. It is a certain area. In other words, the first core part 1 is more likely to deteriorate the gain efficiency due to concentration quenching than the second core part 2.
  • Reference numeral 32 denotes a beam profile of signal light (wavelength 1590 nm).
  • the EDF of this example reduces the influence of concentration quenching
  • the inversion distribution ratio of the second core part 2 is optimized by controlling the excitation light of two kinds of wavelengths (980 nm and 1480 nm) using the dependence.
  • the 980 nm excitation light oozes into the second core part 2 less than the 1480 nm excitation light spill, It is necessary to design the core diameters of the first core part 1 and the second core part 2 so that the inversion distribution ratio of the second core part 2 is determined by the excitation light.
  • FIG. Figure 25 shows the beam profile of the signal light [wavelength 1590 nm (see 36)] and pump light [wavelength 980nm (see 34), wavelength 1480nm (see 35)] in this example fiber! / RU Short wavelength! ⁇ ⁇
  • the pump light at 980nm has strong confinement in the fiber and a small beam profile.
  • the long-wavelength beam profiles of 1480 nm and 1590 nm are large.
  • controllability of the inversion distribution ratio of the second core portion 2 is improved as the ⁇ increases, the contribution ratio of the 1480 nm excitation light to the inversion distribution ratio of the second core portion 2 increases.
  • a design example of 7? Is shown below.
  • FIG. 26 shows the relationship between the core diameter a and the core diameter b of the second core part 2 and 7 ?.
  • Corresponding to the core diameters a and b is not suitable because there is no signal light mode, and X * *
  • the parts shown indicate that the signal light mode is unsuitable because it is multimode.
  • the core diameters a and b of the first core part 1 and the second core part 2 have high confinement effects on the first core part 1 and have excitation light in a wavelength band having a beam profile (here, excitation light of 980 nm). (Emergence light) in the range in which it propagates in a single mode, due to the wavelength band excitation light (here, 148 Onm excitation light) having a beam profile with a lower confinement effect in the first core part 1 than the wavelength band excitation light. It is necessary to set the degree of contribution to the change in the inversion distribution ratio of the second core part 2, that is, the combination of the core diameters a and b that maximizes the above-mentioned number r? Since it can be seen that becomes maximum when ⁇ m and b are 9 ⁇ m, the optimum core diameter can be determined in this way.
  • the erbium ion concentration of the first core part 1 was fixed at 1500 ppm, and the erbium ion concentration of the second core part 2 was varied from 0 to 7500 ppm, and the amplification characteristics were measured.
  • FIG. 28 shows the measurement results of the amplification characteristics.
  • the ⁇ mark indicates the gain per unit length
  • the country mark indicates the density extinction amount.
  • the horizontal axis represents the erbium ion concentration of the second core part 2 and the vertical axis represents the gain efficiency of the fiber. The relationship between the two is shown.
  • the gain efficiency of EDF increases as the erbium ion concentration in the second core part 2 increases.
  • the gain efficiency deteriorates and the gain efficiency increases.
  • the fact that there is an optimal erbium ion concentration in the second core part 2 diverges. This is because if the erbium ion concentration in the second core part 2 is small, the EDF length necessary to obtain a predetermined gain becomes long, and the gain efficiency deteriorates due to excess fiber loss. This is because when the erbium ion concentration is increased, the concentration quenching effect of the second core portion 2 is increased, and the gain efficiency is degraded. From this FIG. 29, it can be divided that the elpium ion concentration in the second core part 2 is set to a value in a region where the gain efficiency changes from an increasing tendency to a decreasing tendency!
  • the erbium ion concentration of the first core part 1 is 1500 ppm
  • the erbium ion concentration of the second core part 2 is Oppm
  • 4500 ppm is 7500 ppm
  • Figure 30 shows the required EDF length and required excitation power when amplified with a gain of 20.5 dB.
  • the EDF length can be shortened as the erbium ion concentration added to the second core part 2 is increased too much.
  • the power required for excitation increases. Therefore, when designing the EDF, it is necessary to select the optimum erbium ion concentration to be added to the second core part 2 in consideration of the priority between the EDF length and the required excitation power.
  • the erbium ion concentration tends to be lower in the region where the inversion distribution rate tends to be lower due to the wavelength dependence of the beam profile when pumping light of a plurality of wavelength bands propagates in the core portion. Therefore, gain efficiency can be improved.
  • FIG. 4 shows the relationship between the erbium ion concentration and the gain efficiency of the first core part 1 and the second core part 2 of the EDF 10 of the present embodiment when the inversion distribution ratio is used as a parameter.
  • Anti As described above, the greater the dislocation distribution rate, the more likely the gain efficiency to deteriorate due to concentration quenching as described above. Therefore, the degree of gain efficiency deterioration with respect to the increase in erbium ion concentration increases. Therefore, the relationship between the erbium ion concentration of the first core part 1 and the gain efficiency follows the symbol of ⁇ , while the second core part 2 has a small population inversion distribution, so the relationship between the erbium ion concentration and the gain efficiency.
  • the slope of the gain efficiency degradation amount with respect to the erbium ion concentration is larger in the first core part 1 than in the second core part 2.
  • FIG. 2 Points representing the state of each erbium ion concentration in core part 2, A, B, A,
  • the coordinates of each point indicate the erbium ion concentration and gain efficiency in each state, and the coordinate values are A (a, a), B (j8, ⁇ ), ⁇ ( ⁇ , a
  • the erbium ion concentration in the EDF 10 of this embodiment is determined by using the concentration values of erbium ions to be added to the first core part 1 and the second core part 2 respectively.
  • erbium added to the second core part 2 rather than the conventional EDF Increase the average concentration of erbium ions as a whole by increasing the ion concentration. Therefore, the EDF can be shortened while maintaining the same gain efficiency as the conventional EDF, and the FWM crosstalk can be reduced as compared with the conventional one.
  • Figure 5 shows the configuration of the EDFA using the EDF10 described above.
  • the EDFA of the present embodiment includes an optical isolator 5a for preventing light backscattering from the EDF 10 and a 1480 nm band as pump light for forward pumping in front of the EDF 10 that is an amplification medium.
  • 1480nm excitation light source 6a and 980nm excitation light source 7 that supply light of 980nm and light of 980nm band, signal light (for example, light of 1590nm band) and the two types of excitation light (1480nm band, 980nm band), respectively 1480Zl590nm WDM coupler 8a and 980 Zl590nm WDM coupler 9 for multiplexing, 1480nm pump light source 6b that supplies 1480nm band light as pump light for backward pumping after EDF10, and this pump light (148 Onm band) and 1480Zl590nm WDM coupler 8b for combining signal light (1590nm band) and an optical isolator 5b for preventing reflected light.
  • the above two types of pumping light (1480 nm band, 980 nm band) are incident as signal light (1590 nm band) as forward pumping light.
  • the pumping light on the long wavelength side (1480 nm band) is incident as the backward pumping light, and as a whole, the pumping light sources 6a, 6b, 7 It takes the form of bidirectional excitation.
  • excitation methods such as forward excitation, backward excitation, and reflection excitation may be used.
  • the input signal light 4 first enters the optical isolator 5, and then the 1480Zl590nm WDM coupler 8 and the 1480nm band excitation light, and the 980 Zl590nm WDM coupler 9 980nm band And is incident on EDF10.
  • the signal light receives and amplifies the energy from the elpium ion pump excited in the EDF 10 by the excitation light from the front and rear stages. At this time, noise components are amplified together with the signal light, but the SZN ratio is improved because the amplification efficiency for the signal light is larger. Thereafter, the signal light is output as output signal light 11 through the optical isolator 5 at the subsequent stage.
  • the 980 nm band excitation light propagates mainly through the first core portion 1 where the confinement effect in the EDF 10 is strong.
  • the long wavelength 1480 nm band pumping light has a greater confinement effect in the EDF10 than the 980 nm band pumping light, so that the second core part 2 has a large amount of leakage. Therefore, by changing the power ratio of the two types of pumping light, the inversion distribution ratio of the first core part 1 and the second core part 2 can be easily controlled without changing the fiber structure. In order to suppress the deterioration of gain efficiency due to extinction, it is possible to easily optimize the inversion distribution ratio of the second core portion to be 0.6 or less.
  • the length of the EDF is determined by the absorption coefficient ⁇ determined by the following equation (4).
  • ⁇ a is the absorption cross section
  • Nt is the average erbium ion concentration
  • ⁇ is the overlap constant. Since ⁇ a is a value determined by the fiber composition, it is assumed to be a constant value here.
  • the EDF 10 of the present embodiment is compared with the conventional EDF for (Nt X ⁇ ) depending on the fiber structure.
  • an EDF 10 in which the erbium ion concentration added to the second core part 2 is three times the erbium ion concentration added to the first core part 1 is considered.
  • erbium ions are uniformly added to the first core part 24 and the second core part 25 as shown in the upper part of FIG. 21, and the EDF 20 has a refractive index distribution as shown in the lower part of FIG. think of.
  • the parameter values used in this calculation are as shown in Figs. 6 and 7, and the parameter values other than the erbium ion concentration added to each core are the same.
  • the calculation results are shown in Fig.
  • the EDF10 proposed in this embodiment can increase the value of (Nt X ⁇ ) compared to the EDF20 of the conventional structure. It is possible to shorten the EDF length while suppressing the decrease of the EDF.
  • Fig. 10 shows the wavelength characteristics of the FWM crosstalk amount generated in each of the EDFs 10 and 20, and Fig. 11 shows the conventional EDF 20 at the wavelength at which the FWM crosstalk amount in the EDF 10 of this embodiment shows the maximum value.
  • the comparison result of FWM crosstalk amount is shown.
  • the amplification performance of the optical amplifier is improved while suppressing the deterioration of the gain efficiency due to the concentration quenching, thereby increasing the capacity of the optical communication system.
  • An optical amplifier suitable as a necessary key device can be provided, and the power of pumping light necessary for amplification of signal light can be suppressed as compared with the prior art, which greatly contributes to cost reduction of the optical amplifier. it can.
  • the manufacturing method of the EDF 10 in the present embodiment has the following three steps.
  • the first core part 1 is created by using, for example, a VAD (Vapor Axial Deposit) method.
  • VAD Var Axial Deposit
  • SiCl tetrasalt silicon
  • Silicon dioxide (SiO 2) is deposited around it to form a porous glass body 13.
  • the porous glass body 13 is made of, for example, erbium chloride (ErCl) as shown in FIG.
  • the first core part 1 has a desired concentration.
  • Add erbium ions In addition, as a method of adding erbium ions, a method of spraying gaseous salt or erbium may be used. Also added at this time The concentration of erbium ions is determined by the size of the pores in the glass porous body 13. Therefore, by controlling the size of the pores during the formation of the glass porous body 13, the first composition having a desired erbium ion concentration is obtained. Reform 16 (see Figure 16) can be obtained.
  • the second core part 2 and the clad part 3 are formed by using an MCVD (Modified Chemical Vapor Deposition) method.
  • MCVD Modified Chemical Vapor Deposition
  • silicon tetrachloride and oxygen (O 2) are allowed to flow inside the quartz glass tube 14 and heated with a gas burner or the like to react.
  • the glass porous body 15 is formed by depositing silicon dioxide silicon.
  • a second preform 17 is obtained by sucking an aqueous salt / erbium solution into the quartz glass tube 14 and adding erbium ions to the glass porous body 15. be able to.
  • the concentration of erbium ions can be controlled by changing the pore size of the glass porous body 18 as in the first stage.
  • the quartz glass tube 14 is the second core portion 2 shown in FIG. 1, and the porous glass body 15 deposited in the inside of the quartz glass tube 14 in the cladding portion 3 shown in FIG.
  • the first preform 16 created in the first step is inserted into the second preform 17 created in the second step, and then pressure is applied from the outside as shown in FIG. Doing a solid in the preform by caring.
  • the EDF 10 of the present embodiment can be easily manufactured by the above steps.
  • the second core portion 2 is compared with the bubble ratio in the first core portion 1.
  • the erbium ion concentration can be easily controlled, and in the completed EDF10, the erbium ion concentration in the second core part 2 can be determined from the erbium ion concentration in the first core part 1. Can be easily increased.
  • FIG. 18 is a view showing a modification of the EDF 10 shown in FIG.
  • the EDFlOa of this modification has a thin silicon dioxide layer 19 between the first core part 1 and the second core part 2 in addition to the EDF structure shown in FIG. Provided and configured.
  • the silicon dioxide layer 19 is an optical surface. It is thin enough (for example, 1Z4 or less of the signal light wavelength) that it does not affect the signal light and pump light.
  • This silicon dioxide layer 19 is provided to prevent the diffusion of erbium ions between the first core part 1 and the second core part 2, and accordingly, the accuracy of the erbium ion concentration in each of the core parts 1 and 2 is improved. Can be increased.
  • this silicon dioxide-silicon layer 19 is formed by glass CVD using the MCVD method after the formation of the second core portion 2 and the cladding portion 3. It can be formed by depositing silicon dioxide in the tube 14 so as to have the above-mentioned thinness.
  • a first core portion to which rare earth ions are added and a first core portion having a higher refractive index than that of the first core portion and having a lower refractive index than that of the first core portion and provided on the outer periphery of the first core portion.
  • a forward pumping unit for inputting the first forward pumping light in the 980 nm band and the second forward pumping light in the 1480 nm band from the input end of the optical fiber;
  • a back pumping unit for inputting back pumping light of 1480 nm band from the output end of the optical fiber
  • Controlling the inversion distribution ratio in the first and second core portions of the optical fiber by controlling an intensity ratio between the first forward pumping light and the second forward pumping light. Width.
  • a second core part provided on an outer peripheral part of the first core part and having a refractive index lower than that of the first core part and having a higher concentration of rare earth ions than the first core part;
  • An optical fiber comprising: a clad portion provided on an outer peripheral portion of the second core portion and having a refractive index lower than that of the second core portion.
  • the first core portion is a region in which the inversion distribution rate tends to be high due to the wavelength dependence of the beam profile when excitation light of a plurality of types of wavelength bands propagates.
  • the pumping light pumping light in the first wavelength band having a beam profile with a high confinement effect in the first core part, and confining to the first core part from pumping light in the first wavelength band.
  • the excitation light in the second wavelength band having a beam profile having a low effect propagates, the contribution to the change in the inversion distribution ratio of the second core portion by the excitation light in the second wavelength band becomes dominant.
  • the optical fiber according to appendix 4 wherein the core diameters of the first core part and the second core part are set.
  • Inversion of the second core part by the excitation light of the second wavelength band is such that the respective core diameters of the first core part and the second core part are such that the excitation light of the first wavelength band propagates in a single mode.
  • the concentration of the rare earth ions in the first core portion and the concentration of the rare earth ions in the second core portion are based on the relationship with the degree of change in gain efficiency due to each excitation light with respect to each concentration change.
  • the concentration power of the rare earth ions in the second core part where the inversion distribution rate tends to be low is set to a value in a region where the gain efficiency due to each excitation light with respect to the concentration change turns from an increasing tendency to a decreasing tendency.
  • the concentration of the rare earth ions in the first core portion and the concentration of the rare earth ions in the second core portion are increased from the constant concentration so that the decrease in gain efficiency is almost equal to the increase in concentration from the constant concentration.
  • optical fiber according to appendix 10 wherein at least one rare earth element of ytterbium, yttrium, lanthanum and gadolinium is further added to the first core part or the second core part.
  • An optical fiber having a core part and a clad part, wherein rare earth ions are added to the core part,
  • a beam profile when excitation light of plural kinds of wavelength bands propagates.
  • An optical fiber characterized in that the concentration of the rare earth ion is set higher in a region where the inversion distribution ratio tends to be lower due to the wavelength dependence of the light.
  • the rare earth ion concentration in the region where the inversion distribution rate tends to be low is set to a value in a region where the gain efficiency due to each excitation light with respect to the concentration change turns from an increasing tendency to a decreasing tendency. 14.
  • the rare earth ions are added and the refractive index is lower than that of the first core part.
  • An optical fiber provided with a second core portion to which a high-concentration rare earth ion is added, and an outer peripheral portion of the second core portion, a refractive index lower than that of the second core portion, and a cladding portion
  • An amplifying medium comprising: a pumping light source for supplying light having a wavelength that has a high confinement effect to the first core part and a wavelength that has a low confinement effect to the first core part to the amplifying medium;
  • An optical amplifier characterized in that the optical amplifier is configured.
  • the optical amplifier according to any one of appendices 16 to 19, wherein the excitation light source is configured to supply at least 980 nm band light and 1480 nm band light as the excitation light. .
  • a method for producing an optical fiber wherein the first preform is inserted into the second preform and solidified.
  • the first preform deposits silicon dioxide on the rod-shaped glass tube to form a first glass porous body, and the rare earth ions are added to the first glass porous body. And created by
  • the second preform is formed by depositing silicon dioxide on the inner layer of the hollow glass tube to form a second glass porous body, and adding the rare earth ions to the second glass porous body.
  • Item 23 In the production of the second preform, after forming the second core layer, a layer made of silicon dioxide and silicon dioxide is further formed in an inner layer than the second core layer. An optical fiber manufacturing method.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

　希土類イオンが添加された第１コア部（１）と、第１コア部（１）の外周部に設けられ、希土類イオンが添加されるとともに第１コア部（１）よりも屈折率が低い第２コア部（２）と、第２コア部（２）の外周部に設けられ、第２コア部（２）よりも屈折率が低いクラッド部（３）とをそなえ、第２コア部（２）に添加される希土類イオンの濃度が第１コア部（１）に添加される希土類イオンの濃度よりも高濃度となるように構成する。これにより、濃度消光による効率劣化を軽減しつつ、ファイバ長を短尺化して光増幅におけるＦＷＭクロストーク量を抑圧できるようにする。

Description

明 細 書
光ファイバ及びその製造方法並びに光増幅器
技術分野
[0001] 本発明は、光ファイバ及びその製造方法並びに光増幅器に関し、特に、容量の拡 大を目的として従来よりも信号間の波長間隔を狭くした波長多重伝送システムに用い て好適な技術に関する。
背景技術
[0002] 光通信システムの大容量化の実現手段として、 1本の光ファイバ中に異なる波長の 信号光を伝送する波長多重（WDM： WavelengthDivisionMultiplex)伝送方式が実用 化されている。 WDM伝送システムのキーデバイスとしては、ファイバでの光損失を補 償する光増幅器が挙げられ、 Cバンド帯（1529— 1563nm)の信号光に対応した光 増幅器としては、エルビウム添加光ファイバ（EDF： ErbiumDopedFiber)を増幅媒体と するエルビウム添カ卩光ファイバ増幅器（EDFA: Erbium Doped Fiber Amplifier)が用 いられている。その後、 Cバンド帯の長波長側に位置する Lバンド帯（1570— 1608η m)の信号光を増幅する Lバンド EDFAが登場し、従来の Cバンド EDFAと併用する ことにより、光伝送システムの更なる大容量ィ匕が実現した。
[0003] 従来、増幅媒体として用いられる一般的な EDFは、図 20に示すようにコア部 22とク ラッド部 23とで構成されている。コア部 22の屈折率は、クラッド部 23の屈折率よりも 大きぐこのため大部分の信号光や励起光は、コア部 22で全反射を繰り返しながらフ アイバ中を伝播する。また、信号光の増幅に寄与するエルビウムイオン (Er3+)は、コ ァ部 22の全体または一部に添加されており、エルビウムイオンが励起光から吸収し て得たエネルギーを、信号光が得ることにより信号光が増幅される。
[0004] ここで、上記の Lバンド EDFAは、増幅媒体である EDFの単位長さ当りの利得が小 さいという特徴があり、増幅器として十分な利得を得るためには、 EDF長を長くするこ とが必要である。一方、 EDF長が長くなると、 EDF中で発生する非線形現象である 四光波混合 (FWM : FourWaveMixing)によるクロストークの影響が大きくなり、伝送性 能の劣化を招くという課題があった。 [0005] そこで、光増幅器の伝送性能を高める方法が既にいくつ力提案されている。例えば 、特開 2004— 4772号公報 (特許文献 1)、特開平 3— 238883号公報 (特許文献 2) に記載された技術がある。
[0006] 特許文献 1の技術によると、第 1コア部と、この第 1コア部の外周側に設けられて前 記第 1コア部より屈折率力 、さい第 2コア部と、この第 2コア部の外周側に設けられて 前記第 2コア部より屈折率が小さいクラッド部とを有し、前記第 1コア部と前記第 2コア 部にそれぞれ少なくとも一種類の希土類元素が添加され、さらに、その屈折率分布 に DSC (DualShapeCores fiber)型屈折率プロファイルを用いることにより、 FWM等の 非線形現象を抑制することができる。
[0007] また、特許文献 2の技術によると、第 1コア部と、この第 1コア部の周りを囲み第 1コア 部よりも低屈折率でその屈折率差が 0. 2〜1. 0%の第 2コア部と、この第 2コア部の 周りを囲み第 2コア部より低屈折率でその屈折率差が 0. 3〜2. 0%のクラッド部とを 有する石英系ファイバであり、前記第 1コア部が希土類元素をドープしてなる石英系 ガラスであることを特徴とする光増幅用ファイバを用いることで、励起光が、石英系ガ ラスであるために低損失である第 2コア部を長距離に渡って伝播することができ、増 幅器の利得効率を高めることが可能となる。
特許文献 1：特開 2004— 4772号公報
特許文献 2：特開平 3 - 238883号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 上記特許文献 1の技術では、一般的な EDF構造の課題を解決するため、図 21に 示すように、第 1コア部 24と、第 2コア部 25と、クラッド部 26とを設けることによって、 E DF設計の自由度を増し、図 20に示す従来のファイバ構造よりも EDF20の波長分散 の値を大きくすることができ、 FWMの抑圧を可能としており、また、上記特許文献 2の 技術では、励起光の効率的な利用を図ることにより、増幅器の利得効率の向上を可 能としている。
[0009] しかしながら、 FWMは、 WDM信号間の波長間隔が狭いほどその効果が大きくな るため、容量の拡大を目的として従来よりも信号間の波長間隔を狭くした例えば 25G Hz間隔の伝送システムにお!/、て、 FWMの更なる抑圧が必要となる。
[0010] これを解決するには、 FWMの作用長としての EDF長を短くすることが重要となる。
一方で、光増幅器として所望の利得を得るためには EDFの濃度長さ積 (エルビウム イオン濃度 X EDF長）を維持する必要があり、従って、 EDF長を短くするとともにェ ルビゥムイオン濃度を大きくする必要がある。ここで、濃度長さ積を一定とし、 EDF長 を変化させたときの FWMクロストーク量を計算した結果を図 22に示す。この図 22に 示すように、 EDF長を短くするほど、たしかに FWMが抑圧されていることが分かる。
[0011] しかし、もう 1つの問題として、エルビウムイオンの濃度を大きくし過ぎても濃度消光 と呼ばれる現象によって EDFAの利得効率が劣化することが知られており（図 23参 照）、上述の方法を用いても、濃度消光による効率劣化は回避できず、 FWMの抑圧 を目的とした EDF長の短尺化には、その利得効率の維持に限界が生じるという課題 がある。
[0012] ここで、図 24を用いて濃度消光の原理を説明する。図 24は、エルビウムイオンのェ ネルギー準位図であり、図中の黒丸は、各エネルギー準位に存在するエルビウムィ オンを示している。この図 24から分力るように、ドナーとしてのエルビウムイオンから、 ァクセプタとしてのエルビウムイオンへとエネルギーが移動して、ドナー側ではェネル ギー準位が下がり、ァクセプタ側ではエネルギー準位が上がっている。しかし、その 後、ァクセプタ側では、エネルギーが放出され元のエネルギー準位に戻っている。こ のようなエルビウムイオン間で行われる、増幅に寄与しな 、エネルギー交換のことを 非幅射エネルギー交換と呼ぶ。
[0013] この非輻射エネルギー交換は、 EDF中のエルビウムイオン濃度が大きくなり、エル ビゥムイオン間の距離が小さくなるほど頻繁に発生し、したがって増幅に寄与するェ ルビゥムイオンの割合が小さくなるため、 EDFの増幅効率が低下することとなる。この ような原理で濃度消光が発生するのである。
[0014] 本発明は、上記の課題に鑑み創案されたものであり、濃度消光による利得効率の 劣化を軽減しつつ、増幅媒体の長さを短尺化して、増幅媒体中での FWM発生量を 抑圧できるようにすることを目的とする。
課題を解決するための手段 [0015] 上記の目的を達成するために、本発明の光増幅器は、希土類イオンが添加された 第 1コア部と、第 1コア部より高濃度の希土類イオンが添加され第 1コア部より低屈折 率であり第 1コア部の外周に設けられた第 2コア部と、第 2コア部より低屈折率であり 第 2コア部の外周に設けられたクラッド部とを有する光ファイバと、光ファイバの入力 端より 980nm帯の第 1前方励起光および 1480nm帯の第 2前方励起光を入力する 前方励起部と、光ファイバの出力端より 1480nm帯の後方励起光を入力する後方励 起部とを備え、第 1前方励起光と第 2前方励起光との強度比を制御することにより上 記光ファイバの第 1および第 2コア部における反転分布率を制御することを特徴とし ており（請求項 1)、さらに、第 2コア部の反転分布率が 0. 6以下となるように前記強度 比を調整してもよ ヽ (請求項 2)。
[0016] また、上記の目的を達成するために、本発明の光ファイバは、希土類イオンが添カロ された第 1コア部と、第 1コア部の外周部に設けられ、第 1コア部よりも屈折率が低く第 1コア部よりも高濃度の希土類イオンが添加された第 2コア部と、第 2コア部の外周部 に設けられ、第 2コア部よりも屈折率が低いクラッド部と、をそなえたことを特徴として おり（請求項 3)、さらに、第 1コア部が、複数種類の波長帯の励起光が伝播するとき のビームプロファイルの波長依存性によって反転分布率が高くなる傾向にある領域 であり、第 2コア部力 前記励起光のビームプロファイルの波長依存性によって前記 反転分布率が第 1コア部よりも低くなる傾向にある領域であってもよい (請求項 4)。
[0017] また、前記励起光として、第 1コア部への閉じ込め効果の高いビームプロファイルを 有する第 1波長帯の励起光と、当該第 1波長帯の励起光よりも第 1コア部への閉じ込 め効果の低いビームプロファイルを有する第 2波長帯の励起光とが伝播するときに、 前記第 2波長帯の励起光による第 2コア部の反転分布率の変化に対する寄与度が 支配的となるように、第 1コア部及び第 2コア部の各コア径が設定されていてもよく（請 求項 5)、さらに、第 1コア部及び該第 2コア部の各コア径が、前記第 1波長帯の励起 光がシングルモードで伝播する範囲で、前記第 2波長帯の励起光による第 2コア部の 反転分布率の変化に対する寄与度が最大となる組み合わせに設定されて 、てもよ 、 (請求項 6)。
[0018] さらに、上述の光ファイバにおいて、第 1コア部における希土類イオンの濃度および 第 2コア部における希土類イオンの濃度は、それぞれの濃度変化に対する前記各励 起光による利得効率の変化の度合いとの関係に基づいて決定されてもよく（請求項 7 )、また、前記反転分布率が低くなる傾向にある第 2コア部における希土類イオンの濃 度が、その濃度変化に対する前記各励起光による利得効率が増加傾向から減少傾 向へ転じる領域の値に設定されてもょ 、（請求項 8)。
[0019] さらに、第 1コア部における希土類イオンの濃度および第 2コア部における希土類ィ オンの濃度は、一定濃度からの濃度増加に対する利得効率の低下がほぼ均等とな るような、上記一定濃度力ゝらの増加分をそれぞれ有するように構成されてもよく（請求 項 9)、第 1コア部および第 2コア部に添加される希土類イオンには、少なくともエルビ ゥムイオンが含まれて 、てもよ ヽ（請求項 10)。
[0020] また、第 1コア部又は第 2コア部に、イッテルビウム，イットリウム，ランタンおよびガド リュウムのうちの少なくとも一つの希土類元素が更に添加されていてもよく（請求項 11
)、前記第 1波長帯が、 980nm帯であり、前記第 2波長帯が 1480nm帯であってもよ い（請求項 12)。
[0021] さらに、上記の目的を達成するために、本発明の光ファイバは、コア部とクラッド部と を有しコア部に希土類イオンが添加された光ファイバであって、コア部において、複 数種類の波長帯の励起光が伝播するときのビームプロファイルの波長依存性によつ て反転分布率が低くなる傾向にある領域ほど、希土類イオンの濃度が高く設定され ていることを特徴としており（請求項 13)、さらに、前記反転分布率が低くなる傾向に ある前記領域の希土類イオンの濃度が、その濃度変化に対する前記各励起光による 利得効率が増加傾向から減少傾向へ転じる領域の値に設定されてもよく（請求項 14 )、また、前記複数種類の波長帯として、少なくとも 980nm帯及び 1480nm帯を含ん でもよい (請求項 15)。
[0022] さらに、上記の目的を達成するために、本発明の光増幅器は、希土類イオンが添 カロされた第 1コア部と、第 1コア部の外周部に設けられ、希土類イオンが添加されると ともに第 1コア部よりも屈折率が低く第 1コア部よりも高濃度の希土類イオンが添加さ れた第 2コア部と、第 2コア部の外周部に設けられ、第 2コア部よりも屈折率が低いク ラッド部と、をそなえた光ファイノからなる増幅媒体と、増幅媒体に対して第 1コア部 への閉じ込め効果の高 、波長と第 1コア部への閉じ込め効果の低 、波長の光を励 起光として供給するための励起光源と、をそなえて構成されて 、ることを特徴としてお り（請求項 16)、上記の各波長の波長差が 300nm以上であってもよく（請求項 17)、 また、励起光源が、上記各波長の光をいずれも前方励起光として供給すべく構成さ れてもよく（請求項 18)、また、励起光源が上記各波長の光の一方を前方励起光とし て、もう一方を後方励起光として供給すべく構成されてもよく (請求項 19)、さらに、励 起光源が、少なくとも、 980nm帯の光と 1480nm帯の光とを上記励起光として供給 すべく構成されてもよ!ヽ (請求項 20)
また、上記の目的を達成するために、本発明の光ファイバの製造方法は、棒状のガ ラス管を用いて希土類イオンが添加された第 1コア層のための第 1プリフォームを作 成し、クラッドとなる中空のガラス管の内層に、第 1プリフォームに添加される希土類ィ オンの濃度よりも高濃度の希土類イオンが添加された第 2コア層を形成することより、 第 2プリフォームを作成し、第 1プリフォームを第 2プリフォームに挿入するとともに中 実化させることを特徴としており（請求項 21)、さらに、第 1プリフォームが、棒状のガラ ス管に二酸ィ匕珪素を堆積させて第 1ガラス多孔質体を形成するとともに、第 1ガラス 多孔質体に上記希土類イオンを添加することにより作成されるとともに、第 2プリフォ ームが、中空のガラス管の内層に二酸ィ匕珪素を堆積させて第 2ガラス多孔質体を形 成するとともに、第 2ガラス多孔質体に上記希土類イオンを添加することにより作成さ れてもよい（請求項 22)。
[0023] また、第 2ガラス多孔質体の気泡比率を、第 1ガラス多孔質体の気泡比率よりも大き くしてもよ 請求項 23)、さらに、第 2プリフォームの作成において、第 2コア層を形成 した後に、第 2コア層よりも更に内層に二酸化珪素による層を形成してお!、てもよ!/ヽ（ 請求項 24)。
発明の効果
[0024] (1)上記本発明によれば、希土類イオンが添加された第 1コア部と、この第 1コア部 の外周に設けられ、希土類イオンが添加されるとともに第 1コア部よりも低屈折率の第 2コア部と、この第 2コア部の外周に、第 2コア部よりも低屈折率のクラッド部とを設ける ことにより、ファイバの自由な設計が可能となる。従って、ビーム径等のパラメータを変 更することで、最も大き 、増幅効率を設定することができる。
[0025] (2)加えて、第 2コア部に添加する希土類イオン濃度を第 1コア部よりも大きくするこ とで、ファイバ長を短くしても濃度長さ積を一定に保つことができるため、増幅利得を 維持したまま、 FWMの作用長としてのファイバ長を短くしてその発生量を抑制するこ とが可能となり、ファイバ全体としての増幅性能を向上させることができる。
[0026] (3)さらに、第 1コア部における希土類イオンの濃度および第 2コア部における希土 類イオンの濃度を、それぞれの濃度変化に対する利得効率の変化の度合いとの関 係に基づいて、特に、第 1コア部における希土類イオンの濃度および第 2コア部にお ける希土類イオンの濃度を、一定濃度からの濃度増加に対するそれぞれの利得効率 の低下がほぼ均等になるような濃度とすることで、コア部に添加する希土類イオンの 濃度を最適化することができ、従って、濃度消光による利得効率劣化を最低限に抑 えることが可能となる。
[0027] (4)加えて、第 1コア部又は第 2コア部に、イッテルビウム、イットリウム、ランタンおよ びガドリニウムのうちの少なくとも一つの希土類元素が更に添加されることにより、ェ ルビゥムイオン間の距離が長くなり、エルビウムイオンの分散性を大きくすることがで きる。即ち、濃度消光による利得効率劣化を更に抑制することが可能となる。
[0028] (5)また、上記本発明の光増幅器において、この増幅媒体に対して、第 1コア部へ の閉じ込め効果の高 、波長と第 1コア部への閉じ込め効果の低 、波長の光を励起 光として用いることで、励起光の出力制御により所望のビームプロファイルが得られ、 ファイバ構造を変更することなく希土類イオンの励起状態 (反転分布率)を容易に制 御可能となる。例えば、波長差が 300nm以上の 2種類の光を励起光として供給する ことで上記制御を容易に行なうことができる。
[0029] (6)さらに、励起光源が、上記各波長の光をいずれも前方励起光として供給するこ とにより、第 1コア部および第 2コア部における反転分布率の制御を効率的に行なうこ とがでさる。
[0030] (7)特に、本発明の光ファイバに添加された希土類イオンがエルビウムイオンである 場合、この前方励起光を、 980nm帯の光と、 1480nm帯の光とすることにより、ェノレ ビゥムイオンは励起状態になり、ここに信号光を入射することにより誘導放出が生じ、 信号光の増幅が可能となる。
[0031] (8)このように、濃度消光による利得効率の劣化を抑えつつ、光増幅器の増幅性能 を向上させることで、光通信システムの大容量ィ匕に必要なキーデバイスとして好適な 光増幅器を提供することができるとともに、信号光の増幅に必要な励起光のパワーを 従来よりも抑えることが可能となり、光増幅器のコスト削減に大きく貢献することができ る。
[0032] (9)また、上記光ファイバの製造方法を、棒状のガラス管を用いて希土類イオンが 添加された第 1コア層のための第 1プリフォームを作成し、クラッドとなる中空のガラス 管の内層に、第 1プリフォームに添加される希土類イオンの濃度よりも高濃度の希土 類イオンが添加された第 2コア層を形成することより、第 2プリフォームを作成し、第 1 プリフォームを第 2プリフォームに挿入するとともに中実化させる製造方法とすることで 、容易に本発明のファイバを製造することができる。
[0033] (10)さらに、第 1プリフォームを、ガラス管に二酸ィ匕珪素を堆積させて第 1ガラス多 孔質体を形成するとともに、この第 1ガラス多孔質体に希土類イオンを添加することに より作成し、第 2プリフォームを、ガラス管の内層に二酸化珪素を堆積させて第 2ガラ ス多孔質体を形成するとともに、この第 2ガラス多孔質体に希土類イオンを添加する ことにより作成することで、前記第 1ガラス多孔質体および第 2多孔質体の気泡比率 を制御することができ、従って、第 2ガラス多孔質体に添加される希土類イオンの濃 度を、第 1ガラス多孔質体に添加される希土類イオンの濃度よりも容易に大きくするこ とが可能となる。
[0034] (11)また、第 2プリフォームの作成において、第 2コア層を形成した後に、この第 2 コア層よりも更に内層に二酸ィ匕珪素による層を形成することで第 1コア部と第 2コア部 との間での希土類イオンの拡散を防止することができる。
図面の簡単な説明
[0035] [図 1]本発明の一実施形態に係る希土類イオン添加光ファイバの断面構成および屈 折率分布を示す図である。
[図 2]本実施形態に係るエルビウムイオンの反転分布率と EDFの利得効率との関係 を示す図である。 [図 3]本実施形態に係る EDFにおけるビームプロファイルを示す図である。
[図 4]本実施形態に係るコア部に添加されるエルビウムイオン濃度と EDFの利得効率 との関係を示す図である。
[図 5]図 1に示す EDFを用いた EDF Aの構成を示す図である。
[図 6]本実施形態に係る EDFのパラメータを定義した図である。
[図 7]従来の EDFAと本実施形態の EDFAとの性能比較に用いられる各 EDFのパラ メータ値を示すテーブルである。
[図 8]従来の EDFおよび本実施形態の EDFの (Nt X Γ )値の波長特性を示す図で ある。
[図 9]EDFAに求められる利得効率の一例を示す図である。
[図 10]従来の EDFおよび本実施形態の EDFの FWMクロストーク量の波長特性を示 す図である。
[図 11]本実施形態の EDFで最も FWMクロストーク量が大きくなつた波長における、 従来の EDFと本実施形態の EDFとの FWMクロストーク量を比較して示す図である。 圆 12]図 1に示す EDFの製造方法の第 1工程におけるガラス多孔質体の形成方法を 示す図である。
[図 13]図 1に示す EDFの製造方法の第 1工程におけるガラス多孔質体へのエルピウ ムイオン添加方法を示す図である。
圆 14]図 1に示す EDFの製造方法の第 2工程におけるガラス多孔質体の形成方法を 示す図である。
[図 15]図 1に示す EDFの製造方法の第 2工程におけるガラス多孔質体へのエルピウ ムイオン添加方法を示す図である。
圆 16]図 1に示す EDFの製造方法の第 3工程におけるコア部形成過程を示す図で ある。
[図 17]図 1に示す EDFの製造方法の第 3工程におけるプリフォームの中実ィ匕方法を 示す図である。
[図 18]図 1に示す EDFの変形例を示す図である。
[図 19]図 18に示す EDFの第 1コア部と第 2コア部との間に設けられる二酸ィ匕珪素層 の製造過程を示す図である。
[図 20]単一のコア部をそなえた従来の EDFの断面構成とその屈折率分布とを示す 図である。
[図 21]第 1コア部と第 2コア部とをそなえた従来の EDFの断面構成とその屈折率分布 とを示す図である。
[図 22]EDFの EDF長と FWMクロストーク量との関係を示す図である。
[図 23]EDFのコア部に添加されるエルビウムイオン濃度と EDFの利得効率との関係 を示す図である。
[図 24]濃度消光の原理を示す図である。
[図 25]本発明の一実施形態に係るファイバ中のビームプロファイルの波長依存性を 示す図である。
[図 26]本発明の一実施形態に係る EDFのコア径とパラメータ 7?の関係を示す図であ る。
[図 27]本発明の一実施形態に係る EDFのパラメータの一例を示す図である。
[図 28]本発明の一実施形態に係る EDFにおける第 2コア部のエルビウムイオン濃度 と単位長さあたりの利得および濃度消光量との関係を示す図である。
[図 29]本発明の一実施形態に係る EDFにおける第 2コア部のエルビウムイオン濃度 と利得効率との関係を示す図である。
[図 30]本発明の一実施形態に係る EDFにおける第 2コア部のエルビウムイオン濃度 に対する EDF長および所要励起パワーを示す図である。
[図 31]本発明の一実施形態に係る EDFにおける反転分布率の距離特性を示す図 である。
符号の説明
1 第 1コア部
2 第 2コア部
3, 23, 26 クラッド言
4 入力信号光
5a, 5b 光アイソレータ 6a, 6b 1480nm励起光源
7 980nm励起光源
8a, 8b 1480Zl590nmWDMカプラ
9 980Zl590nmWDMカプラ
10, 10a EDF
11 出力信号光
12 ガラス管
13 ガラス多孔質体
14 石英ガラス管
15 ガラス多孔質体
16 第 1プリフォーム
17 第 2プリフォーム
19 二酸化珪素層
20 従来の EDF
22, 24 第 1コア部
25 第 2コア部
発明を実施するための最良の形態
[0037] 〔A〕EDFの説明
図 1は、本発明の一実施形態に係る希土類イオン添加光ファイバの断面構成およ び屈折率分布を示す図である。この図 1に示すように、本実施形態の希土類イオン添 加光ファイバ 10は、第 1コア部 1と、この第 1コア部 1の外周に設けられた第 2コア部 2 と、さらに第 2コア部 2の外周に設けられたクラッド部 3とをそなえて構成される。
[0038] また、第 1コア部 1は、第 2コア部 2およびクラッド部 3よりも屈折率が大きぐ且つ、第 2コア部 2は、第 1コア部 1よりも屈折率は小さいが、クラッド部 3よりも屈折率が大きぐ さらに、クラッド部 3は、第 1コア部 1および第 2コア部 2よりも屈折率が小さく構成され る。このため、ファイバの自由な設計が可能となり、例えば、ビーム径等のパラメータ を変更することで、最も大き 、増幅効率を設定することができる。
[0039] さらに、第 1コア部 1および第 2コア部 2にはエルビウムイオン (Er3+)が添加されて おり、エルビウム添加光ファイバ（EDF) 10を増幅媒体とするエルビウム添加光フアイ バ増幅器 (EDFA)において、信号光の増幅に作用する。また、その濃度は、後述す る決定方法により、第 1コア部 1のエルビウムイオン濃度よりも第 2コア部 2のエルピウ ムイオン濃度の方が大きく設定される。このため、ファイバ中の平均エルビウムイオン 濃度を従来のファイバの場合よりも大きくすることができるので、ファイバ長を短くして も濃度長さ積は一定に保つことが可能となり、増幅効率を維持することができる。さら には、 FWMの作用長としてのファイバ長を短くして FWMの発生量を抑制することが 可能となるので、ファイバ全体としての増幅性能をさらに向上させることができる。
[0040] なお、第 1コア部 1および第 2コア部 2のいずれ力、またはその両方にエルビウムィ オンに加えて、イッテルビウム (Yb)、イットリウム (Y)、ランタン (La)およびガドニゥム（ Gd)のうち、少なくとも 1つの希土類元素を添カ卩してもよいものとする。これにより、各 コア部 1, 2に添加されるエルビウムイオン間に、上記のエルビウムイオン以外の希土 類元素が挿入されることとなり、エルビウムイオン間の距離を大きくすることが可能とな るので、コア中のエルビウムイオンの分散性を大きくすることができる。即ち、エルピウ ムイオン同士でのエネルギー交換 (非輻射エネルギー交換)を抑制し、濃度消光によ る利得効率の劣化を抑制することが可能となる。
[0041] また、 EDF10の励起光には、コア部 1とコア部 2とで異なるビームプロファイルをも つ光を用いるのが好ましぐさらに好ましくは、波長差が 300nm以上の 2種類の光を 用いるのがよい。例えば、後述する反転分布率の制御方法においては、少なくとも 9 80nm帯および 1480nm帯の 2種類の光を使用するのが好適である。これにより、ェ ルビゥムイオンを効率的に励起状態にすることが可能となる。特に、 980nm帯の光 は第 1コア部 1への閉じ込め効果が高ぐ一方、 1480nm帯の光は第 1コア部 1への 閉じ込め効果が低!、と 、う特徴を持っため、各励起光のパワー (パワー比）を制御す ることにより、各励起光の所望のビームプロファイルを得られ、ファイバ構造を変更す ることなく所望のエルビウムイオンの励起状態 (反転分布率)の制御が容易に可能と なる。ただし、第 1コア部 1への閉じ込め効果が大きい波長帯の励起光と、第 1コア部 1への閉じ込め効果が前記波長帯の励起光よりも小さい波長帯の励起光であれば、 反転分布率を容易に制御することが可能であり、そのような複数の励起光を用いても 本実施例は実施することができる。
[0042] ここで、 EDFの反転分布率と濃度消光による利得効率劣化との関係に着目する。
反転分布率は、 2準位系の上準位に相当するエネルギーを持つエルビウムイオン数 の全体に対する割合を示し、 EDFの励起状態を表すパラメータとして用いられるもの である。この反転分布率と EDFの利得効率について測定を行った結果、図 2に示す ような反転分布率と EDFの利得効率の関係が得られた。この図 2によると、濃度消光 による利得効率の劣化を抑圧するためには、 EDFを 0. 6以下の反転分布率で動作 させることが重要であることが分かる。
[0043] 一般的に、 EDFによる Lバンド帯の光増幅では、平均として低い反転分布率 (0. 4 以下)の領域が使用されるが、ファイバの長手方向では局所的に高い反転分布率 (0 . 8以下)で動作している領域があり、この領域で濃度消光による利得効率の劣化が 生じることが分力つている。即ち、図 31に示すファイバ長手方向の反転分布率プロフ アイルの一例からも分力るように、ファイバ入力側において反転分布率がファイバの 他の領域に比べて特に大きくなつており、ファイバの入力側で主に濃度消光による利 得効率の劣化が生じている。なお、この図 31は、増幅媒体である EDFに 1480nmの 励起光を前方および後方から入射し、 Lバンド帯での光増幅を試みた場合の、フアイ バ中のエルビウムイオンの反転分布率をファイバ長手方向を横軸として表したもので ある。
[0044] ここで、図 1により上述した屈折率分布を有する EDF10を用いると、図 3に示す信 号光および励起光のビームプロファイルの波長依存性からも分力るように、第 1コア 部 1は 980nm帯の励起光のパワーが集中し (符号 31参照）、反転分布率が高くなる 傾向にある領域であり、一方、第 2コア部 2は、主に 1480nm帯の励起光の染み出し (符号 33で示すビームプロファイルの裾野部分）によって励起されるため、励起光の ノ ヮ一密度が第 1コア部 1よりも小さぐ反転分布率についても第 1コア部 1よりも低く なる傾向にある領域である。つまり、第 1コア部 1では第 2コア部 2よりも、濃度消光に よる利得効率の劣化が生じやすいということになる。なお、符号 32は信号光 (波長 15 90nm)のビームプロファイルを示して 、る。
[0045] 本例の EDFは濃度消光の影響を低減するため、上述のビームプロファイルの波長 依存性を利用し、 2種類の波長（980nm、 1480nm)の励起光を制御することによつ て第 2コア部 2の反転分布率を最適化する。このとき、第 2コア部 2の反転分布率の制 御性を向上させるには第 2コア部 2への 980nmの励起光の染み出しを 1480nmの 励起光の染み出しよりも少なくし、 1480nmの励起光によって第 2コア部 2の反転分 布率が決定するように第 1コア部 1と第 2コア部 2のコア径を設計することが必要となる
[0046] 一般的には、例えば複数の励起光が第 1コア部 1および第 2コア部 2に入射される 場合には、第 1コア部 1への閉じ込め効果の高いビームプロファイルを有する波長帯 の励起光よりも第 1コア部 1への閉じ込め効果の低いビームプロファイルを有する波 長帯の励起光による第 2コア部 2の反転分布率の変化に対する寄与率が支配的とな るように第 1コア部 1と第 2コア部 2のコア径を設計するようにする。
[0047] そこで、図 25を用いてコア径の決定方法を説明する。図 25は、信号光 [波長 1590 nm (符号 36参照)]および励起光 [波長 980nm (符号 34参照）、波長 1480nm (符号 35参照） ]の本例のファイバ中におけるビームプロファイルを示して!/、る。波長の短!ヽ 980nmの励起光は、ファイバ中の閉じ込めが強くビームプロファイルの広がりが小さ い。それに対して、波長の長い 1480nmおよび 1590nmのビームプロファイルの広 力 Sりは大きい。
[0048] ここで、第 1コア部 1のコア径を a,第 2コア部 2のコア径を bとすると、第 1コア部 1およ び第 2コア部 2での波長えのビームプロファイルの重なり率は以下の式（1) , (2)のよ うに表せる。 第 1コア部 1： ( 1)= ^
J f , r)dr
I f{ r)dr
第 2コア部 2: Γ2( ) = ^ ~~ -—— (2)
J f{^ r)dr ただし、 ί ( λ , τ)はビームプロファイル関数、 rはコア径方向の位置である。ここで、 9 80nm励起光と 1480nm励起光の第 2コア部 2への閉じ込めの比を表すパラメータ ηを以下の式（3)に示すように定義する。 Γ (1480)
γι― ― ■■■ ）
' Γ, (980]+ Γ,(1480) -.
本例では、 ηが大きいほど第 2コア部 2の反転分布率への 1480nmの励起光の寄 与率が大きぐ第 2コア部 2の反転分布率の制御性が向上する。以下に 7?の設計例 を示す。
[0049] 例えば、第 1コア部 1の比屈折率差 Δ 1を 1. 6%、第 2コア部 2の比屈折率差 Δ 2を 0. 1%としたとき、第 1コア部 1のコア径 aおよび第 2コア部 2のコア径 bと 7?の関係は 図 26に示すようになる。この図 26中では、コア径 a, bに対応する 7?の値を表している 1S X *で表した箇所は信号光のモードがないため不適であることを表し、また、 X * *で表した箇所は信号光のモードがマルチモードであるため不適であることを表して いる。即ち、第 1コア部 1および第 2コア部 2の各コア径 a, bが、第 1コア部 1への閉じ 込め効果の高 、ビームプロファイルを有する波長帯の励起光（ここでは 980nmの励 起光）がシングルモードで伝播する範囲で、前記波長帯の励起光よりも第 1コア部 1 への閉じ込め効果の低いビームプロファイルを有する波長帯の励起光 (ここでは 148 Onmの励起光）による第 2コア部 2の反転分布率の変化に対する寄与度、つまり上記 ノ メータ r?が最大となるコア径 a, bの組み合わせに設定されることが必要となり、こ の図 26から、 aが 3 μ m、 bが 9 μ mのときに が最大となることが分かるので、このよう にして最適なコア径を決定することができる。
[0050] 次に、図 27に示すパラメータを有するファイバ構成を一例として第 1コア部 1と第 2コ ァ部 2のエルビウムイオン濃度の最適化方法を検討する。このとき、第 1コア部 1のェ ルビゥムイオン濃度を 1500ppmに固定し、第 2コア部 2のエルビウムイオン濃度を 0 〜7500ppmまで変化させ、増幅特性を測定した。
[0051] 図 28に増幅特性の測定結果を示す。この図 28において、♦印は単位長さあたりの 利得を示し、國印は濃度消光量を示している。図 28から分かるように、第 2コア部 2の エルビウムイオン濃度が増加すると、ファイバ全体のエルビウムイオン濃度が増加し、 単位長さあたりの利得が大きくなることが分かる。一方、第 2コア部 2のエルビウムィォ ン濃度が増加すると、濃度消光量も大きくなり、濃度消光の効果も大きくなることが分 かる。したがって、第 2コア部 2のエルビウムイオン濃度を大きくすると、所定の利得を 得るのに必要な EDF長が短くなり FWMの影響を低減することができるものの、濃度 消光の効果が増加し、効率劣化が大きくなる。
[0052] そこで、図 29を用いて利得効率について示す。図 29は、横軸に第 2コア部 2のェ ルビゥムイオン濃度、縦軸にファイバの利得効率を表し、両者の関係を表したもので ある。
[0053] この図 29から EDFの利得効率は第 2コア部 2のエルビウムイオン濃度の増加に伴 つて増加するが、エルビウムイオン濃度が一定量を超えると利得効率が劣化しており 、利得効率が最適となる第 2コア部 2のエルビウムイオン濃度が存在することが分力る 。これは、第 2コア部 2のエルビウムイオン濃度が少ないと所定の利得を得るのに必要 な EDF長が長くなり、ファイバの過剰損失によって利得効率が劣化し、一方、第 2コ ァ部 2のエルビウムイオン濃度が増加すると、第 2コア部 2の濃度消光の効果が大きく なり、利得効率が劣化するからである。この図 29から、第 2コア部 2におけるエルピウ ムイオン濃度を、利得効率が増加傾向から減少傾向へ転じる領域の値に設定すると よ!/、ことが分力る。
[0054] ここで、第 1コア部 1のエルビウムイオン濃度を 1500ppm、第 2コア部 2のエルピウ ムイオン濃度を Oppm、 4500ppm、 7500ppmとし、入力パワーが一 16. 4dBm/c h、 80波の信号を利得 20. 5dBで増幅したときに必要な EDF長および所要励起パヮ 一を図 30に示す。この図 30から分力るように、第 2コア部 2のエルビウムイオン濃度を 大きくするほど、 EDF長を短くすることができる力 第 2コア部 2に添加するエルビウム イオン濃度を大きくしすぎると、励起に必要なパワーが大きくなつてくる。したがって、 EDFを設計する際には、 EDF長と所要励起パワーとの優先度を考慮して、第 2コア 部 2に添加する最適なエルビウムイオン濃度を選択することが必要となる。
[0055] 上記のような光ファイバでは、コア部において複数種類の波長帯の励起光が伝播 するときのビームプロファイルの波長依存性によって反転分布率が低くなる傾向にあ る領域ほど、エルビウムイオン濃度が高く設定されていることになり、利得効率を向上 させることがでさる。
[0056] 一例として、反転分布率をパラメータとしたときの、本実施形態の EDF10の第 1コア 部 1および第 2コア部 2のエルビウムイオン濃度と利得効率との関係を図 4に示す。反 転分布率が大きいほど、前述のように、濃度消光による利得効率の劣化が生じやす V、ため、エルビウムイオン濃度の増加分に対する利得効率の劣化度合いは大きくな る。従って、第 1コア部 1のエルビウムイオン濃度と利得効率の関係は、參の記号のよ うに従い、一方、第 2コア部 2は、反転分布率が小さいため、エルビウムイオン濃度と 利得効率の関係は、♦の記号のように従う。つまり、第 1コア部 1の方が第 2コア部 2よ りもエルビウムイオン濃度に対する利得効率劣化量の傾斜が大きい。
[0057] ここで、本実施形態の EDF10における第 1コア部 1および第 2コア部 2に添加する エルビウムイオン濃度を決定する方法を説明するために、図 4において、第 1コア部 1 および第 2コア部 2の各エルビウムイオン濃度における状態を表す点、 A、 B、 A、
0 0 1
Bを設定する。各点の座標は、各状態におけるエルビウムイオン濃度と利得効率とを 示しており、その座標値はそれぞれ、 A ( a , a )、 B ( j8 , β )、 Α ( α , a
0 00 01 0 00 01 1 10 11
)、B ( j8 , β )とする（ただし、 0く α < 、0< α < , 0< β く β 、0
1 10 11 00 10 11 01 00 10 く β
11く β
01 )。
[0058] このとき、第 1コア部 1のエルビウムイオン濃度と第 2コア部 2のエルビウムイオン濃 度とが等しい点 Αおよび点 Bを基準として（ひ = β )、第 1コア部 1および第 2コア
0 0 00 00
部 2のエルビウムイオン濃度を大きくしていったときの利得効率の劣化量を見る。
[0059] 次に、点 Αを適当に決定すると、第 1コア部 1のエルビウムイオン濃度の変化による 利得効率の劣化量（a - a )が得られる。
01 11
[0060] これによつて、第 2コア部 2について、この第 1コア部 1のエルビウムイオン濃度の変 化による利得効率の劣化量（ひ α )と第 2コア部 2のエルビウムイオン濃度の変
01 11
化による利得効率の劣化量（ι8 — β )とが等しくなるような点 Βを決定することが
01 11 1
できる。
[0061] このときの点 Αおよび点 Βにおけるエルビウムイオン濃度 α および j8 を、それ
1 1 10 10 ぞれ第 1コア部 1および第 2コア部 2に添加すべきエルビウムイオンの濃度値とするこ とで、本実施形態の EDF10におけるエルビウムイオン濃度を決定する。
[0062] つまり、第 1コア部 1および第 2コア部 2における利得効率の劣化量が等しくなるよう にエルビウムイオンを添加することにより、従来の EDFよりも第 2コア部 2に添加される エルビウムイオン濃度を大きくして全体としてのエルビウムイオン濃度の平均値を高く することができ、従って、従来の EDFと同等の利得効率を保ちつつ、 EDFを短尺化 することが可能となり、後述するごとく FWMクロストークを従来よりも低減することがで きるのである。
[0063] 〔B〕EDFを用いた EDFAの説明
図 5に上述した EDF10を用いた EDFAの構成を示す。この図 5に示すように、本実 施形態の EDFAは、増幅媒体である EDF10の前段に、 EDF10からの光後方散乱 を防ぐための光アイソレータ 5aと、前方励起のための励起光として 1480nm帯の光 および 980nm帯の光をそれぞれ供給する 1480nm励起光源 6aおよび 980nm励起 光源 7と、信号光（例えば、 1590nm帯の光）と前記 2種類の励起光（1480nm帯， 9 80nm帯）とをそれぞれ合波するための 1480Zl590nmWDMカプラ 8aおよび 980 Zl590nmWDMカプラ 9とをそなえ、さらに、 EDF10の後段に、後方励起のための 励起光として 1480nm帯の光を供給する 1480nm励起光源 6bと、この励起光（148 Onm帯）と信号光（1590nm帯）とを合波する 1480Zl590nmWDMカプラ 8bと、 反射光を防ぐための光アイソレータ 5bとをそなえて構成されている。
[0064] つまり、本実施形態では、 EDF10の反転分布率を効率的に制御するために上記 2 種類の励起光（1480nm帯， 980nm帯）を前方励起光として信号光（1590nm帯）と ともに入射し、且つ、励起光の雑音成分を抑制するために長波長側の励起光（1480 nm帯)を後方励起光として入射し、全体としては、 EDF10の前段と後段に励起光源 6a、 6b、 7をそなえた双方向励起の形態をとつている。もっとも、場合によっては、前 方向励起、後方向励起および反射形励起などの励起方法を用いてもよい。
[0065] 上述のごとく構成された EDFAでは、まず、入力信号光 4は、光アイソレータ 5に入 射し、その後、 1480Zl590nmWDMカプラ 8で 1480nm帯の励起光と、また、 980 Zl590nmWDMカプラ 9で 980nm帯の励起光と合波され、 EDF10に入射される。 信号光は、 EDF10中で前段および後段からの励起光によって励起されたエルピウ ムイオンカゝらエネルギーを受け取り、増幅される。このとき、信号光とともに雑音成分も 増幅されるが、信号光に対する増幅効率の方が大きいため、 SZN比は改善される。 その後、信号光は、後段の光アイソレータ 5を通って出力信号光 11として出力される [0066] このとき、図 3に示す励起光のビームプロファイルから分かるように、 980nm帯励起 光は EDF10中の閉じ込め効果が強ぐ主に第 1コア部 1を伝播する。一方、波長が 長い 1480nm帯励起光は 980nm帯励起光と比較して、 EDF10中の閉じ込め効果 が弱いため、第 2コア部 2への染み出しが大きい。従って、 2種類の励起光のパワー 比を変更することによって、第 1コア部 1及び第 2コア部 2の反転分布率をファイバ構 造を変更することなく容易に制御することが可能となり、濃度消光による利得効率劣 化を抑圧するため、第 2コア部の反転分布率が 0. 6以下となるように容易に最適化 することができる。
[0067] 次に、本実施形態の EDF10による FWM抑圧の効果を示す。
[0068] EDFの長さは以下の式 (4)によって決定される吸収係数 αによって決定され、 α が大き 、ほど EDF長を短くすることができる。
[0069] a = a a X Nt X Γ · · · (4)
ここで、 σ aは吸収断面積、 Ntは平均エルビウムイオン濃度、 Γはオーバーラップ 定数である。 σ aはファイバの組成によって決定される値のため、ここでは一定値とし
、ファイバ構造に依存する（Nt X Γ )について本実施形態の EDF10と従来の EDFと の比較を行う。
[0070] 本実施形態で提案する EDF10の一例として、第 2コア部 2に添加されるエルビウム イオン濃度を、第 1コア部 1に添加されるエルビウムイオン濃度の 3倍とした EDF10を 考え、従来の EDFとしては、図 21の上段に示されるような第 1コア部 24および第 2コ ァ部 25に均一にエルビウムイオンが添加され、図 21の下段に示すような屈折率分布 を有した EDF20を考える。なお、この計算に使用する各パラメータ値は、図 6および 図 7のとおりとし、各コア部に添加するエルビウムイオン濃度以外のパラメータ値は共 通とした。この計算結果を、励起光の波長と (Nt X Γ )の値の関係として図 8に示す。 図 8から分かるように、 980nm帯および 1480nm帯において、従来構造の EDF20よ りも本実施形態で提案した EDF10の方が (Nt X Γ )の値を大きくすることができ、従 つて、利得効率の低下を抑制しながら EDF長を短くすることが可能となる。
[0071] 実際に、 Lバンド帯の入力信号（25GHz間隔、 160波）に対して図 9に示すような増 幅特性を実現するために必要な EDF長を求めると、従来 EDF20では 41. lmの長 さが必要であつたのに対し、本例の EDF10では 24. 8mの長さで所望の利得効率を 得ることができた。
[0072] さらに、これらの EDF10, 20を用いたときの FWM発生量についても計測した。図 10は、それぞれの EDF10, 20で発生する FWMクロストーク量の波長特性を示して おり、図 11は、本実施形態の EDF10における FWMクロストーク量が最大値を示し た波長での従来 EDF20との FWMクロストーク量の比較結果を示している。
[0073] これらの結果から、本実施形態の EDF10を用いることで、 FWMクロストーク量の抑 制および利得効率の劣化抑制の両方について実現可能であることが分力つた。
[0074] 上述したように、本実施形態によれば、濃度消光による利得効率の劣化を抑えつ つ、光増幅器 (EDFA)の増幅性能を向上させることで、光通信システムの大容量ィ匕 に必要なキーデバイスとして好適な光増幅器を提供することができるとともに、信号光 の増幅に必要な励起光のパワーを従来よりも抑えることが可能となり、光増幅器のコ スト削減に大きく貢献することができる。
[0075] 〔C〕EDFの製造方法の説明
次に、前述の EDF10の製造方法に関して説明する。
[0076] 図 1に示すような EDF10のファイバ構造を作成する際には、第 1コア部 1および第 2 コア部 2に添加するエルビウムイオン濃度を独立して設定できることが必要である。従 つて、本実施形態における EDF10の製造方法は、以下に示すような 3つの工程を有 する。
[0077] (1)第 1コア部 1の作成
第 1工程として、図 12に示すように例えば VAD (Vapor Axial Deposit)法を用いて 第 1コア部 1を作成する。つまり、ガラス棒 12を回転させながら、四塩ィ匕珪素（SiCl )
4
、塩化ゲルマニウム（GeCl )などを、例えばガスバーナーで吹き付け、ガラス棒 12の
4
周囲に二酸化珪素（SiO )を堆積させ、ガラス多孔質体 13を形成する。
2
[0078] 次に、このガラス多孔質体 13を、図 13に示すように、例えば塩化エルビウム（ErCl
3
)のメタノール (CH OH)溶液中につけることによって、第 1コア部 1に所望の濃度の
3
エルビウムイオンを添加する。なお、エルビウムイオンの添加方法には、他に、気体 状の塩ィ匕エルビウムを吹き付ける方法などを用いてもよい。また、このとき添加される エルビウムイオンの濃度は、ガラス多孔質体 13の孔の大きさによって決定するので、 ガラス多孔質体 13の形成時に孔の大きさを制御することにより、所望のエルビウムィ オン濃度を有した第 1プリフォーム 16 (図 16参照）を得ることができる。
[0079] (2)第 2コア部 2およびクラッド部 3の作成
第 2段階では、例えば、図 14に示すように、 MCVD (Modified Chemical Vapor Dep osition)法を用いて、第 2コア部 2およびクラッド部 3を作成する。つまり、石英ガラス管 14の内部に四塩化珪素および酸素（O )を流し、ガスバーナーなどで加熱し、反応
2
させて二酸ィ匕珪素を堆積させることにより、ガラス多孔質体 15を形成する。
[0080] 次に、図 15に示すように、塩ィ匕エルビウム水溶液を石英ガラス管 14の内部に吸入 し、ガラス多孔質体 15にエルビウムイオンを添加することにより、第 2プリフォーム 17 を得ることができる。エルビウムイオンの濃度は第 1段階と同様に、ガラス多孔質体 18 の孔の大きさを変えることで制御することができる。
[0081] なお、石英ガラス管 14は、図 1に示すクラッド部 3に、石英ガラス管 14の内部に堆 積したガラス多孔質体 15は、図 1に示す第 2コア部 2になる。
[0082] (3)プリフォームの中実化
最後に、図 16に示すように、第 1工程で作成した第 1プリフォーム 16を、第 2工程で 作成した第 2プリフォーム 17に挿入し、その後、図 17に示すがごとく外部から圧力を カロえることにより、プリフォームの中実ィ匕を行なう。
[0083] 以上の工程により本実施形態の EDF10を容易に製造することが可能となる。
[0084] なお、上述のように、第 1工程および第 2工程でガラス多孔質体 13, 15を形成する 際に、第 1コア部 1内の気泡比率と比較して第 2コア部 2の気泡比率が大きくなるよう に形成することで、エルビウムイオンの濃度を容易に制御でき、完成した EDF10に おいて、第 2コア部 2のエルビウムイオン濃度を、第 1コア部 1のエルビウムイオン濃度 よりも容易に大きくすることが可能となる。
[0085] 〔D〕EDFの変形例の説明
図 18は、図 1に示す EDF10の変形例を示す図である。この図 18に示すように、本 変形例の EDFlOaは、図 1に示した EDF構造にカ卩えて、第 1コア部 1と 2コア部 2との 間に薄い二酸ィ匕珪素層 19を設けて構成される。また、二酸ィ匕珪素層 19は、光学面 で信号光や励起光に影響を与えない程度に十分な薄さ (例えば信号光波長の 1Z4 以下）を有している。
[0086] この二酸化珪素層 19は、第 1コア部 1と第 2コア部 2との間のエルビウムイオンの拡 散を防ぐために設けられ、従って、各コア部 1, 2のエルビウムイオン濃度の精度を高 くすることが可能となる。
[0087] また、この二酸ィ匕珪素層 19は、例えば図 19に示すように、上述した EDF10の製造 方法において、第 2コア部 2およびクラッド部 3の形成後に、 MCVD法によって、ガラ ス管 14内部に上述の薄さを有するように二酸ィ匕珪素を堆積させることで形成すること ができる。
[0088] なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範 囲で種々変形して実施することができる。
産業上の利用可能性
[0089] 容量の拡大を目的とした波長分割多重化光伝送システムで FWMによる利得低下 を抑制することができ、さらに濃度消光による利得低下をも抑制することが可能となる ので、より効率的で、かつ経済的な光伝送システムを具現することができるようになる
[0090] 〔E〕付記
(付記 1)
希土類イオンが添加された第 1コア部と、該第 1コア部より高濃度の該希土類イオン が添加され該第 1コア部より低屈折率であり該第 1コア部の外周に設けられた第 2コア 部と、該第 2コア部より低屈折率であり該第 2コア部の外周に設けられたクラッド部とを 有する光ファイバと、
該光ファイバの入力端より 980nm帯の第 1前方励起光および 1480nm帯の第 2前 方励起光を入力する前方励起部と、
該光ファイバの出力端より 1480nm帯の後方励起光を入力する後方励起部とを備 え、
該第 1前方励起光と該第 2前方励起光との強度比を制御することにより該光フアイ バの該第 1および第 2コア部における反転分布率を制御することを特徴とする、光増 幅器。
[0091] (付記 2)
該第 2コア部の反転分布率が 0. 6以下となるように前記強度比を調整することを特 徴とする、付記 1記載の光増幅器。
[0092] (付記 3)
希土類イオンが添加された第 1コア部と、
該第 1コア部の外周部に設けられ、該第 1コア部よりも屈折率が低く該第 1コア部よ りも高濃度の希土類イオンが添加された第 2コア部と、
該第 2コア部の外周部に設けられ、該第 2コア部よりも屈折率が低いクラッド部と、を そなえたことを特徴とする、光ファイバ。
[0093] (付記 4)
該第 1コア部が、複数種類の波長帯の励起光が伝播するときのビームプロファイル の波長依存性によって反転分布率が高くなる傾向にある領域であり、
該第 2コア部が、前記励起光のビームプロファイルの波長依存性によって前記反転 分布率が第 1コア部よりも低くなる傾向にある領域であることを特徴とする、付記 3記 載の光ファイバ。
[0094] (付記 5)
前記励起光として、該第 1コア部への閉じ込め効果の高いビームプロファイルを有 する第 1波長帯の励起光と、当該第 1波長帯の励起光よりも該第 1コア部への閉じ込 め効果の低いビームプロファイルを有する第 2波長帯の励起光とが伝播するときに、 前記第 2波長帯の励起光による該第 2コア部の反転分布率の変化に対する寄与度 が支配的となるように、該第 1コア部及び該第 2コア部の各コア径が設定されているこ とを特徴とする、付記 4記載の光ファイバ。
[0095] (付記 6)
該第 1コア部及び該第 2コア部の各コア径が、前記第 1波長帯の励起光がシングル モードで伝播する範囲で、前記第 2波長帯の励起光による該第 2コア部の反転分布 率の変化に対する寄与度が最大となる組み合わせに設定されていることを特徴とす る、付記 5記載の光ファイバ。 [0096] (付記 7)
該第 1コア部における希土類イオンの濃度および該第 2コア部における希土類ィォ ンの濃度は、それぞれの濃度変化に対する前記各励起光による利得効率の変化の 度合 、との関係に基づ 、て決定されて 、ることを特徴とする、付記 4〜6の 、ずれか 1 項に記載の光ファイバ。
[0097] (付記 8)
前記反転分布率が低くなる傾向にある該第 2コア部における希土類イオンの濃度 力 その濃度変化に対する前記各励起光による利得効率が増加傾向から減少傾向 へ転じる領域の値に設定されて 、ることを特徴とする、付記 7記載の光ファイバ。
[0098] (付記 9)
該第 1コア部における希土類イオンの濃度および該第 2コア部における希土類ィォ ンの濃度は、一定濃度からの濃度増加に対する利得効率の低下がほぼ均等となるよ うな、上記一定濃度からの増加分をそれぞれ有するように構成されて ヽることを特徴 とする、付記 7記載の光ファイバ。
[0099] (付記 10)
該第 1コア部および該第 2コア部に添加される希土類イオンには、少なくともエルビ ゥムイオンが含まれて 、ることを特徴とする、付記 3記載の光ファイバ。
[0100] (付記 11)
該第 1コア部又は該第 2コア部に、イッテルビウム，イットリウム，ランタンおよびガドリ -ゥムのうちの少なくとも一つの希土類元素が更に添加されていることを特徴とする、 付記 10記載の光ファイバ。
[0101] (付記 12)
前記第 1波長帯が、 980nm帯であり、前記第 2波長帯が 1480nm帯であることを特 徴とする、付記 5記載の光ファイバ。
[0102] (付記 13)
コア部とクラッド部とを有し該コア部に希土類イオンが添加された光ファイバであつ て、
該コア部において、複数種類の波長帯の励起光が伝播するときのビームプロフアイ ルの波長依存性によって反転分布率が低くなる傾向にある領域ほど、該希土類ィォ ンの濃度が高く設定されていることを特徴とする、光ファイバ。
[0103] (付記 14)
前記反転分布率が低くなる傾向にある前記領域の希土類イオンの濃度が、その濃 度変化に対する前記各励起光による利得効率が増加傾向から減少傾向へ転じる領 域の値に設定されていることを特徴とする、付記 13記載の光ファイバ。
[0104] (付記 15)
前記複数種類の波長帯として、少なくとも 980nm帯及び 1480nm帯を含むことを 特徴とする、付記 4又は 12に記載の光ファイバ。
[0105] (付記 16)
希土類イオンが添加された第 1コア部と、該第 1コア部の外周部に設けられ、希土 類イオンが添加されるとともに該第 1コア部よりも屈折率が低く該第 1コア部よりも高濃 度の希土類イオンが添加された第 2コア部と、該第 2コア部の外周部に設けられ、該 第 2コア部よりも屈折率が低 、クラッド部と、をそなえた光ファイバからなる増幅媒体と 該増幅媒体に対して該第 1コア部への閉じ込め効果の高い波長と該第 1コア部へ の閉じ込め効果の低い波長の光を励起光として供給するための励起光源と、をそな えて構成されていることを特徴とする、光増幅器。
[0106] (付記 17)
上記の各波長の波長差が 300nm以上であることを特徴とする、付記 16記載の光 増幅器。
[0107] (付記 18)
該励起光源が、上記各波長の光を!、ずれも前方励起光として供給すべく構成され たことを特徴とする、付記 16又は付記 17に記載の光増幅器。
[0108] (付記 19)
該励起光源が、上記各波長の光の一方を前方励起光として、もう一方を後方励起 光として供給すべく構成されたことを特徴とする、付記 16又は付記 17に記載の光増 幅器。 [0109] (付記 20)
該励起光源が、少なくとも、 980nm帯の光と 1480nm帯の光とを上記励起光として 供給すべく構成されたことを特徴とする、付記 16〜19のいずれか 1項に記載の光増 幅器。
[0110] (付記 21)
棒状のガラス管を用いて希土類イオンが添加された第 1コア層のための第 1プリフォ ームを作成し、
クラッドとなる中空のガラス管の内層に、該第 1プリフォームに添加される希土類ィォ ンの濃度よりも高濃度の希土類イオンが添加された第 2コア層を形成することより、第 2プリフォームを作成し、
該第 1プリフォームを該第 2プリフォームに挿入するとともに中実化させることを特徴 とする、光ファイバの製造方法。
[0111] (付記 22)
該第 1プリフォームが、該棒状のガラス管に二酸ィ匕珪素を堆積させて第 1ガラス多 孔質体を形成するとともに、該第 1ガラス多孔質体に上記希土類イオンを添加するこ とにより作成されるとともに、
該第 2プリフォームが、該中空のガラス管の内層に二酸化珪素を堆積させて第 2ガ ラス多孔質体を形成するとともに、該第 2ガラス多孔質体に上記希土類イオンを添カロ することにより作成されることを特徴とする、付記 21記載の光ファイバの製造方法。
[0112] (付記 23)
該第 2ガラス多孔質体の気泡比率を、該第 1ガラス多孔質体の気泡比率よりも大き くすることを特徴とする、付記 22記載の光ファイバの製造方法。
[0113] (付記 24)
該第 2プリフォームの作成において、該第 2コア層を形成した後に、該第 2コア層より も更に内層に二酸ィ匕珪素による層を形成しておくことを特徴とする、付記 22記載の 光ファイバの製造方法。

Claims

請求の範囲
[1] 希土類イオンが添加された第 1コア部と、該第 1コア部より高濃度の該希土類イオン が添加され該第 1コア部より低屈折率であり該第 1コア部の外周に設けられた第 2コア 部と、該第 2コア部より低屈折率であり該第 2コア部の外周に設けられたクラッド部とを 有する光ファイバと、
該光ファイバの入力端より 980nm帯の第 1前方励起光および 1480nm帯の第 2前 方励起光を入力する前方励起部と、
該光ファイバの出力端より 1480nm帯の後方励起光を入力する後方励起部とを備 え、
該第 1前方励起光と該第 2前方励起光との強度比を制御することにより該光フアイ バの該第 1および第 2コア部における反転分布率を制御することを特徴とする、光増 幅器。
[2] 該第 2コア部の反転分布率が 0. 6以下となるように前記強度比を調整することを特 徴とする、請求項 1記載の光増幅器。
[3] 希土類イオンが添加された第 1コア部と、
該第 1コア部の外周部に設けられ、該第 1コア部よりも屈折率が低く該第 1コア部よ りも高濃度の希土類イオンが添加された第 2コア部と、
該第 2コア部の外周部に設けられ、該第 2コア部よりも屈折率が低いクラッド部と、を そなえたことを特徴とする、光ファイバ。
[4] 該第 1コア部が、複数種類の波長帯の励起光が伝播するときのビームプロファイル の波長依存性によって反転分布率が高くなる傾向にある領域であり、
該第 2コア部が、前記励起光のビームプロファイルの波長依存性によって前記反転 分布率が第 1コア部よりも低くなる傾向にある領域であることを特徴とする、請求項 3 記載の光ファイバ。
[5] 前記励起光として、該第 1コア部への閉じ込め効果の高いビームプロファイルを有 する第 1波長帯の励起光と、当該第 1波長帯の励起光よりも該第 1コア部への閉じ込 め効果の低いビームプロファイルを有する第 2波長帯の励起光とが伝播するときに、 前記第 2波長帯の励起光による該第 2コア部の反転分布率の変化に対する寄与度 が支配的となるように、該第 1コア部及び該第 2コア部の各コア径が設定されているこ とを特徴とする、請求項 4記載の光ファイバ。
[6] 該第 1コア部及び該第 2コア部の各コア径が、前記第 1波長帯の励起光がシングル モードで伝播する範囲で、前記第 2波長帯の励起光による該第 2コア部の反転分布 率の変化に対する寄与度が最大となる組み合わせに設定されていることを特徴とす る、請求項 5記載の光ファイバ。
[7] 該第 1コア部における希土類イオンの濃度および該第 2コア部における希土類ィォ ンの濃度は、それぞれの濃度変化に対する前記各励起光による利得効率の変化の 度合 、との関係に基づ 、て決定されて 、ることを特徴とする、請求項 4〜6の 、ずれ 力 1項に記載の光ファイバ。
[8] 前記反転分布率が低くなる傾向にある該第 2コア部における希土類イオンの濃度 力 その濃度変化に対する前記各励起光による利得効率が増加傾向から減少傾向 へ転じる領域の値に設定されて ヽることを特徴とする、請求項 7記載の光ファイバ。
[9] 該第 1コア部における希土類イオンの濃度および該第 2コア部における希土類ィォ ンの濃度は、一定濃度からの濃度増加に対する利得効率の低下がほぼ均等となるよ うな、上記一定濃度からの増加分をそれぞれ有するように構成されて ヽることを特徴 とする、請求項 7記載の光ファイバ。
[10] 該第 1コア部および該第 2コア部に添加される希土類イオンには、少なくともエルビ ゥムイオンが含まれて 、ることを特徴とする、請求項 3記載の光ファイバ。
[11] 該第 1コア部又は該第 2コア部に、イッテルビウム，イットリウム，ランタンおよびガドリ
-ゥムのうちの少なくとも一つの希土類元素が更に添加されていることを特徴とする、 請求項 10記載の光ファイバ。
[12] 前記第 1波長帯が、 980nm帯であり、前記第 2波長帯が 1480nm帯であることを特 徴とする、請求項 5記載の光ファイバ。
[13] コア部とクラッド部とを有し該コア部に希土類イオンが添加された光ファイバであつ て、
該コア部において、複数種類の波長帯の励起光が伝播するときのビームプロフアイ ルの波長依存性によって反転分布率が低くなる傾向にある領域ほど、該希土類ィォ ンの濃度が高く設定されていることを特徴とする、光ファイバ。
[14] 前記反転分布率が低くなる傾向にある前記領域の希土類イオンの濃度が、その濃 度変化に対する前記各励起光による利得効率が増加傾向から減少傾向へ転じる領 域の値に設定されていることを特徴とする、請求項 13記載の光ファイバ。
[15] 前記複数種類の波長帯として、少なくとも 980nm帯及び 1480nm帯を含むことを 特徴とする、請求項 4又は 12に記載の光ファイバ。
[16] 希土類イオンが添加された第 1コア部と、該第 1コア部の外周部に設けられ、希土 類イオンが添加されるとともに該第 1コア部よりも屈折率が低く該第 1コア部よりも高濃 度の希土類イオンが添加された第 2コア部と、該第 2コア部の外周部に設けられ、該 第 2コア部よりも屈折率が低 、クラッド部と、をそなえた光ファイバからなる増幅媒体と 該増幅媒体に対して該第 1コア部への閉じ込め効果の高い波長と該第 1コア部へ の閉じ込め効果の低い波長の光を励起光として供給するための励起光源と、をそな えて構成されていることを特徴とする、光増幅器。
[17] 上記の各波長の波長差が 300nm以上であることを特徴とする、請求項 16記載の 光増幅器。
[18] 該励起光源が、上記各波長の光を!、ずれも前方励起光として供給すべく構成され たことを特徴とする、請求項 16又は請求項 17に記載の光増幅器。
[19] 該励起光源が、上記各波長の光の一方を前方励起光として、もう一方を後方励起 光として供給すべく構成されたことを特徴とする、請求項 16又は請求項 17に記載の 光増幅器。
[20] 該励起光源が、少なくとも、 980nm帯の光と 1480nm帯の光とを上記励起光として 供給すべく構成されたことを特徴とする、請求項 16〜19のいずれか 1項に記載の光 増幅器。
[21] 棒状のガラス管を用いて希土類イオンが添加された第 1コア層のための第 1プリフォ ームを作成し、
クラッドとなる中空のガラス管の内層に、該第 1プリフォームに添加される希土類ィォ ンの濃度よりも高濃度の希土類イオンが添加された第 2コア層を形成することより、第 2プリフォームを作成し、
該第 1プリフォームを該第 2プリフォームに挿入するとともに中実化させることを特徴 とする、光ファイバの製造方法。
[22] 該第 1プリフォームが、該棒状のガラス管に二酸ィ匕珪素を堆積させて第 1ガラス多 孔質体を形成するとともに、該第 1ガラス多孔質体に上記希土類イオンを添加するこ とにより作成されるとともに、
該第 2プリフォームが、該中空のガラス管の内層に二酸化珪素を堆積させて第 2ガ ラス多孔質体を形成するとともに、該第 2ガラス多孔質体に上記希土類イオンを添カロ することにより作成されることを特徴とする、請求項 21記載の光ファイバの製造方法。
[23] 該第 2ガラス多孔質体の気泡比率を、該第 1ガラス多孔質体の気泡比率よりも大き くすることを特徴とする、請求項 22記載の光ファイバの製造方法。
[24] 該第 2プリフォームの作成において、該第 2コア層を形成した後に、該第 2コア層より も更に内層に二酸化珪素による層を形成しておくことを特徴とする、請求項 22記載 の光ファイバの製造方法。
PCT/JP2005/020208 2005-03-30 2005-11-02 光ファイバ及びその製造方法並びに光増幅器 WO2006112071A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05805502.1A EP1865582B1 (en) 2005-03-30 2005-11-02 Optical fibre amplifier
JP2007521072A JP4792464B2 (ja) 2005-03-30 2005-11-02 光ファイバ及び光増幅器
US11/847,663 US7729588B2 (en) 2005-03-30 2007-08-30 Optical fiber, manufacturing method of the same, and optical amplifier

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005-098760 2005-03-30
JP2005098760 2005-03-30

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US11/847,663 Continuation US7729588B2 (en) 2005-03-30 2007-08-30 Optical fiber, manufacturing method of the same, and optical amplifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006112071A1 true WO2006112071A1 (ja) 2006-10-26

Family

ID=37114815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2005/020208 WO2006112071A1 (ja) 2005-03-30 2005-11-02 光ファイバ及びその製造方法並びに光増幅器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7729588B2 (ja)
EP (1) EP1865582B1 (ja)
JP (1) JP4792464B2 (ja)
WO (1) WO2006112071A1 (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1903011A2 (en) * 2006-09-20 2008-03-26 Imra America, Inc. Rare earth doped and large effective area optical fibers for fiber lasers and amplifiers
JP2013021375A (ja) * 2011-03-31 2013-01-31 Fujikura Ltd 増幅用光ファイバ、及び、それを用いた光ファイバ増幅器及び共振器
US8690435B2 (en) 2009-11-25 2014-04-08 Nidec Corporation Dynamic pressure bearing and spindle motor using the same
US8724257B2 (en) 2012-09-18 2014-05-13 Nidec Corporation Hydrodynamic bearing apparatus and spindle motor and disk drive apparatus including the same
US8902493B2 (en) 2008-12-04 2014-12-02 Imra America, Inc. Highly rare-earth-doped optical fibers for fiber lasers and amplifiers
US8995051B2 (en) 2007-09-26 2015-03-31 Imra America, Inc. Glass large-core optical fibers
US10067289B2 (en) 2005-05-20 2018-09-04 Imra America, Inc. Single mode propagation in fibers and rods with large leakage channels
US10197727B2 (en) 2004-01-16 2019-02-05 Imra America, Inc. Large core holey fibers
WO2023135944A1 (ja) * 2022-01-11 2023-07-20 住友電気工業株式会社 マルチコア光ファイバの製造方法及びマルチコア光ファイバ

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5744380B2 (ja) * 2009-03-26 2015-07-08 株式会社フジクラ 光ファイバ
CN111129927A (zh) * 2019-12-30 2020-05-08 大族激光科技产业集团股份有限公司 光纤激光器以及激光发射装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03238883A (ja) * 1990-02-15 1991-10-24 Shin Etsu Chem Co Ltd 光増幅用ファイバ
JPH0421532A (ja) * 1990-05-16 1992-01-24 Mitsubishi Cable Ind Ltd 希土類元素ドープｄｓｃ型光ファイバ母材の製造方法
JPH09269432A (ja) * 1996-04-01 1997-10-14 Sumitomo Electric Ind Ltd シングルモード光ファイバおよびその製造方法
JP2000252558A (ja) * 1999-02-26 2000-09-14 Sumitomo Electric Ind Ltd 光増幅用光ファイバおよびその製造方法
JP2004004772A (ja) * 2002-04-19 2004-01-08 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバ

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9016181D0 (en) * 1990-07-24 1990-09-05 British Telecomm Optical waveguide amplifier
FR2674965B1 (fr) * 1991-04-08 1993-12-31 Alcatel Nv Amplificateur optique a fibre optique dopee a l'erbium.
JP3244579B2 (ja) * 1993-12-17 2002-01-07 富士通株式会社 光ファイバ増幅器
JP2816097B2 (ja) * 1994-07-27 1998-10-27 日立電線株式会社 希土類元素添加マルチコア光ファイバ、その製造方法、およびその光ファイバを利用した光増幅器
JP3556026B2 (ja) * 1995-10-30 2004-08-18 富士通株式会社 複数の波長信号を一括して増幅する多波長一括光増幅器
JP3773575B2 (ja) * 1996-01-12 2006-05-10 富士通株式会社 ドープファイバ、そのスプライシング方法及び光増幅器
US6236496B1 (en) * 1996-12-11 2001-05-22 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical fiber amplifier and optical amplification method
JP3621220B2 (ja) * 1997-03-17 2005-02-16 富士通株式会社 光増幅器及び光導波構造
JP3238883B2 (ja) 1997-06-12 2001-12-17 節男 北岡 水槽の水の殺菌装置
JPH11121839A (ja) * 1997-10-17 1999-04-30 Fujitsu Ltd 光増幅用ファイバ及び光ファイバ増幅器
US6243196B1 (en) * 1999-05-20 2001-06-05 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical fiber for optical amplifier and fiber optic amplifier
WO2002047219A1 (en) * 2000-12-07 2002-06-13 Kigre, Inc. Method of transferring energy in an optical fiber laser structure using energy migration
JP2002289949A (ja) * 2001-03-26 2002-10-04 Sony Corp 光ファイバ、光増幅発振装置、レーザ光発生装置、レーザディスプレイ装置およびカラーレーザディスプレイ装置
US20030147620A1 (en) * 2001-12-31 2003-08-07 3M Innovative Properties Company Germanuim-free silicate waveguide compositoins for enhanced L-band and S-band emission
KR100668289B1 (ko) * 2004-12-14 2007-01-16 한국전자통신연구원 광섬유

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03238883A (ja) * 1990-02-15 1991-10-24 Shin Etsu Chem Co Ltd 光増幅用ファイバ
JPH0421532A (ja) * 1990-05-16 1992-01-24 Mitsubishi Cable Ind Ltd 希土類元素ドープｄｓｃ型光ファイバ母材の製造方法
JPH09269432A (ja) * 1996-04-01 1997-10-14 Sumitomo Electric Ind Ltd シングルモード光ファイバおよびその製造方法
JP2000252558A (ja) * 1999-02-26 2000-09-14 Sumitomo Electric Ind Ltd 光増幅用光ファイバおよびその製造方法
JP2004004772A (ja) * 2002-04-19 2004-01-08 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバ

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MORIAI Y. ET AL.: "Hisenkeisei o Yokusei shita La Kyotenka EDF no Kaihatsu", IEICE TECHNICAL REPORT, vol. 102, no. 357, 27 September 2002 (2002-09-27), pages 27 - 30, XP003004090 *
See also references of EP1865582A4 *

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10197727B2 (en) 2004-01-16 2019-02-05 Imra America, Inc. Large core holey fibers
US10067289B2 (en) 2005-05-20 2018-09-04 Imra America, Inc. Single mode propagation in fibers and rods with large leakage channels
EP1903011A2 (en) * 2006-09-20 2008-03-26 Imra America, Inc. Rare earth doped and large effective area optical fibers for fiber lasers and amplifiers
EP1903011A3 (en) * 2006-09-20 2008-07-09 Imra America, Inc. Rare earth doped and large effective area optical fibers for fiber lasers and amplifiers
US7450813B2 (en) 2006-09-20 2008-11-11 Imra America, Inc. Rare earth doped and large effective area optical fibers for fiber lasers and amplifiers
EP2292566A3 (en) * 2006-09-20 2011-09-14 IMRA America, Inc. Doped rare earth and large effective area optical fibers for fiber lasers and amplifiers
US8213758B2 (en) 2006-09-20 2012-07-03 Imra America, Inc. Rare earth doped and large effective area optical fibers for fiber lasers and amplifiers
US8542968B2 (en) 2006-09-20 2013-09-24 Imra America, Inc. Rare earth doped and large effective area optical fibers for fiber lasers and amplifiers
US9151889B2 (en) 2006-09-20 2015-10-06 Imra America, Inc. Rare earth doped and large effective area optical fibers for fiber lasers and amplifiers
US8995051B2 (en) 2007-09-26 2015-03-31 Imra America, Inc. Glass large-core optical fibers
US9632243B2 (en) 2007-09-26 2017-04-25 Imra America, Inc. Glass large-core optical fibers
US10353144B2 (en) 2007-09-26 2019-07-16 Imra America, Inc. Glass large-core optical fibers
US8902493B2 (en) 2008-12-04 2014-12-02 Imra America, Inc. Highly rare-earth-doped optical fibers for fiber lasers and amplifiers
US8690435B2 (en) 2009-11-25 2014-04-08 Nidec Corporation Dynamic pressure bearing and spindle motor using the same
US8755111B2 (en) 2011-03-31 2014-06-17 Fujikura Ltd. Amplification optical fiber, and optical fiber amplifier and resonator using same
JP2013048277A (ja) * 2011-03-31 2013-03-07 Fujikura Ltd 増幅用光ファイバ、及び、それを用いた光ファイバ増幅器及び共振器
JP2013021375A (ja) * 2011-03-31 2013-01-31 Fujikura Ltd 増幅用光ファイバ、及び、それを用いた光ファイバ増幅器及び共振器
US8724257B2 (en) 2012-09-18 2014-05-13 Nidec Corporation Hydrodynamic bearing apparatus and spindle motor and disk drive apparatus including the same
WO2023135944A1 (ja) * 2022-01-11 2023-07-20 住友電気工業株式会社 マルチコア光ファイバの製造方法及びマルチコア光ファイバ

Also Published As

Publication number Publication date
EP1865582A4 (en) 2010-11-03
JPWO2006112071A1 (ja) 2008-11-27
JP4792464B2 (ja) 2011-10-12
US7729588B2 (en) 2010-06-01
EP1865582B1 (en) 2017-09-06
EP1865582A1 (en) 2007-12-12
US20080013904A1 (en) 2008-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4792464B2 (ja) 光ファイバ及び光増幅器
US9007681B2 (en) Multi-core erbium-doped fiber amplifier
CN101316800B (zh) 添加稀土类纤芯光纤及其制造方法
US7400807B2 (en) Apparatus and method for a waveguide with an index profile manifesting a central dip for better energy extraction
EP2067218B1 (en) Rare earth doped optical fiber
US20100067860A1 (en) Rare earth-doped core optical fiber
US20030174391A1 (en) Gain flattened optical amplifier
EP1430572A1 (en) Multimode fiber laser gratings
US7397599B2 (en) Doped-ring amplifying optical fiber, and an amplifier containing such a fiber
JP2008535248A (ja) 大パワー信号伝送光ファイバを利用する光学系及びそのような光学系の動作方法
JP2002207136A (ja) 光ファイバ、非線型性光ファイバ、それを用いた光増幅器、波長変換器、及び光ファイバの製造方法
JP5751833B2 (ja) Ｓバンド内の信号の放出または増幅のための希土類ドープ光ファイバ・デバイス
JP2009060097A (ja) ファイバレーザ用光ファイバ及びその製造方法、並びにファイバレーザ
JP5102979B2 (ja) レーザー光の出射方法
US7440165B2 (en) Optical fiber
JP4075113B2 (ja) 光ファイバ増幅器及びエルビウム添加光ファイバ
EP1519501B1 (en) Optical fiber for improved performance in S-, C- and L-bands
US8116607B2 (en) Rare-earth doped optical fiber, method of producing the same, and fiber laser
JP2010080884A (ja) 光ファイバ増幅器
JP5246725B2 (ja) 光増幅器
US20030142937A1 (en) P-Si Er fiber profile
JP2006139304A (ja) 光ファイバ、非線型性光ファイバ、及びそれを用いた光増幅器
JP4728778B2 (ja) 光増幅用ファイバの評価方法、光増幅用ファイバ及び光増幅器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007521072

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11847663

Country of ref document: US

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2005805502

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005805502

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: RU

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2005805502

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 11847663

Country of ref document: US