JPH03106087A - 光ファイバ - Google Patents
光ファイバInfo
- Publication number
- JPH03106087A JPH03106087A JP1245646A JP24564689A JPH03106087A JP H03106087 A JPH03106087 A JP H03106087A JP 1245646 A JP1245646 A JP 1245646A JP 24564689 A JP24564689 A JP 24564689A JP H03106087 A JPH03106087 A JP H03106087A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- optical
- core
- doped
- amplification
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
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
- H01S3/06716—Fibre compositions or doping with active elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く産業上の利用分野〉
本発明は、光増幅器や光ファイバレーザ等の光能動素子
として使用される光ファイバに関する。
として使用される光ファイバに関する。
く従来の技術〉
現在実用化されている光ファイバ運信システムにおいて
は、光ファイバの損失による光信号の減衰を補償するた
めに、所定距離ごとに中継用の光増幅器か設置されてい
る。この光増幅器では、光信号をフォトダイオード等に
よって電気信号に変換して電子増幅器によって信号を増
幅した後、半導体レーザ（ＬＤ）等によって光信号に変
換して光ファイバ伝送路に再び送り出すようになってい
る。
は、光ファイバの損失による光信号の減衰を補償するた
めに、所定距離ごとに中継用の光増幅器か設置されてい
る。この光増幅器では、光信号をフォトダイオード等に
よって電気信号に変換して電子増幅器によって信号を増
幅した後、半導体レーザ（ＬＤ）等によって光信号に変
換して光ファイバ伝送路に再び送り出すようになってい
る。
しかしながら、このような構成の光増幅器では、光信号
を一旦電気信号に戻した後、再び光信号に変換する必要
があるために、光ファイバとの接続損失が多く、さらに
、装置全体が大型化するなどの難点がある。
を一旦電気信号に戻した後、再び光信号に変換する必要
があるために、光ファイバとの接続損失が多く、さらに
、装置全体が大型化するなどの難点がある。
そのため、近年は、誘導放出効果を利用した光増幅器が
考えらーれている。この光増幅器は、第２図に示すよう
に、一つの希土類元素を単独ドープした増幅用光ファイ
バａと、この増幅用光ファイバａを励起する半導体レー
ザ等の励起光源ｂとを備えており、伝送用光ファイバを
介して伝送されてくる信号光と励起光源ｂからの励起光
とを合波器Ｃで混合してこれらの光を増幅用光ファイバ
ａに入射する。そして、励起光によって増幅用光ファイ
バａにドープした希土類元素のイオンを高いエネルギ準
位に励起し、信号光のパワーを誘導放出によって次第に
増幅するものである。なお、ｄは光ファイバａの接続部
、ｆは信号光を通過させて励起光をカットするためのフ
ィルタである。
考えらーれている。この光増幅器は、第２図に示すよう
に、一つの希土類元素を単独ドープした増幅用光ファイ
バａと、この増幅用光ファイバａを励起する半導体レー
ザ等の励起光源ｂとを備えており、伝送用光ファイバを
介して伝送されてくる信号光と励起光源ｂからの励起光
とを合波器Ｃで混合してこれらの光を増幅用光ファイバ
ａに入射する。そして、励起光によって増幅用光ファイ
バａにドープした希土類元素のイオンを高いエネルギ準
位に励起し、信号光のパワーを誘導放出によって次第に
増幅するものである。なお、ｄは光ファイバａの接続部
、ｆは信号光を通過させて励起光をカットするためのフ
ィルタである。
この光増幅器を使用すれば、光信号をそのまま増幅でき
るので低雑音であり、また伝送用の光ファイバとの結合
も良くて接続損失も少ないばかりか、装置の小型化、低
廉化を図ることができる等の利点を有する。
るので低雑音であり、また伝送用の光ファイバとの結合
も良くて接続損失も少ないばかりか、装置の小型化、低
廉化を図ることができる等の利点を有する。
ところで、光通信用の信号光としては、伝送用光ファイ
バの損失と、信号光の光源として使用されるレーザダイ
オードの特性とをそれぞれ考慮して、１．３μ鳳帯の波
長のものが一般に使用される。このような１．３μｑ帯
の信号光を用いる場合には、増幅用の光ファイバａもこ
れに合わせた増幅特性をもつ希土類元素を選定してドー
ブする必要がある。このような増幅特性をもつ希土類元
素としては、たとえばＮｄ（ネオジウム）があり、その
ため、従来技術では、石英系光ファイバのコアまたはコ
アの外周縁部にＮｄを単独ドープしたものが提案されて
いる。
バの損失と、信号光の光源として使用されるレーザダイ
オードの特性とをそれぞれ考慮して、１．３μ鳳帯の波
長のものが一般に使用される。このような１．３μｑ帯
の信号光を用いる場合には、増幅用の光ファイバａもこ
れに合わせた増幅特性をもつ希土類元素を選定してドー
ブする必要がある。このような増幅特性をもつ希土類元
素としては、たとえばＮｄ（ネオジウム）があり、その
ため、従来技術では、石英系光ファイバのコアまたはコ
アの外周縁部にＮｄを単独ドープしたものが提案されて
いる。
〈発明が解決しようとする課題〉
一方、上記の励起光としては、大出力が得られ、しかも
小型、安価で入手も容易なものとして０．８３μｍ波長
の半導体レーザ（ＬＤ）を使用することが有効である。
小型、安価で入手も容易なものとして０．８３μｍ波長
の半導体レーザ（ＬＤ）を使用することが有効である。
ところが、Ｎｄを単独でドープした光ファイバを０．８
３μ醜の波長の励起光により励起した場合、第３図に示
すように、Ｎｄの蛍光は０．９４、！．０８、ｔ．３μ
ｍの各波長帯に存在している。
３μ醜の波長の励起光により励起した場合、第３図に示
すように、Ｎｄの蛍光は０．９４、！．０８、ｔ．３μ
ｍの各波長帯に存在している。
ｉ３μｍ帯の信号光の増幅に対しては【．３μｍ帯の蛍
光が強いかが望ましいが、第３図のとおり、！．３μｍ
帯の蛍光は弱く、したがって、励起効率が悪くて増幅率
を高めるには自と限界がある。
光が強いかが望ましいが、第３図のとおり、！．３μｍ
帯の蛍光は弱く、したがって、励起効率が悪くて増幅率
を高めるには自と限界がある。
これは、Ｎｄの自然放出光を増幅してレーザ光を得る場
合も同様であって、励起効率を十分に向上させることが
できない。
合も同様であって、励起効率を十分に向上させることが
できない。
く課題を解決するための手段〉
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、光増幅器、先ファイバレーザ等の光能動素子として
誘導放出を利用する場合に、従来よりも一層励起効率を
向上させるものである。
て、光増幅器、先ファイバレーザ等の光能動素子として
誘導放出を利用する場合に、従来よりも一層励起効率を
向上させるものである。
そのため、本発明の光ファイバでは、光ファイバを構成
するコアまたは該コアの外周縁部にＮｄと共にＣａ（カ
ルシウム）を同時にドープしたことを特徴としている。
するコアまたは該コアの外周縁部にＮｄと共にＣａ（カ
ルシウム）を同時にドープしたことを特徴としている。
く作用〉
上記構成の光ファイバでは、ＮｄとＣａとが相互作用を
及ぼし、１．３μｍ波長帯の蛍光強度が強くなるため、
これに応じて信号光の増幅作用を従来よりも一層高める
ことができる。
及ぼし、１．３μｍ波長帯の蛍光強度が強くなるため、
これに応じて信号光の増幅作用を従来よりも一層高める
ことができる。
く実施例〉
この実施例の光ファイバｌは、第１図に示すように、円
形断面の石英系ガラスコア２の周囲に、屈折率が該コア
２よりも小さい石英系ガラスクラッド３が形成されてお
り、さらに、コア２内部または該コア２の外周縁部に希
土類元素であるＮｄとＣａが同時にドープされている。
形断面の石英系ガラスコア２の周囲に、屈折率が該コア
２よりも小さい石英系ガラスクラッド３が形成されてお
り、さらに、コア２内部または該コア２の外周縁部に希
土類元素であるＮｄとＣａが同時にドープされている。
このような光ファイバ１においては、ＮｄとＣａとが相
互作用を及ぼし、【．３μｍ波長帯の蛍光強度が強くな
るため、これに応ヒて信号光の増幅作用を従来よりも一
層を高めることができる。
互作用を及ぼし、【．３μｍ波長帯の蛍光強度が強くな
るため、これに応ヒて信号光の増幅作用を従来よりも一
層を高めることができる。
第１表（次頁）には、ＮｄにＣａを共にドーブした光フ
ァイバの光効率を測定した結果を示す。この場合のＣａ
のドープ量は約３０ｐｐｍである。なお、同表には、比
較のためにＮｄを単独ドーブした光ファイバの蛍光効率
も同時に示している。この結果から明らかなように、Ｎ
ｄ単独ドーブの場合の蛍光効率が１ ．６ ４ ｎＷ／
ｍＷであるのに対して、ＮｄにＣａを共にドーブした場
合の蛍光効率は３．１ １ ｎＷ ／ ＩＩＷとなって
おり、Ｃａを同時にドーブすることで蛍走効率を大幅に
（この例では約１９０％）向上できることが理解される
。
ァイバの光効率を測定した結果を示す。この場合のＣａ
のドープ量は約３０ｐｐｍである。なお、同表には、比
較のためにＮｄを単独ドーブした光ファイバの蛍光効率
も同時に示している。この結果から明らかなように、Ｎ
ｄ単独ドーブの場合の蛍光効率が１ ．６ ４ ｎＷ／
ｍＷであるのに対して、ＮｄにＣａを共にドーブした場
合の蛍光効率は３．１ １ ｎＷ ／ ＩＩＷとなって
おり、Ｃａを同時にドーブすることで蛍走効率を大幅に
（この例では約１９０％）向上できることが理解される
。
第１表
Ｎｏ Ｎｄ 共ドープ 蛍光 ｒ４ＨＭ 蛍
先添加 波長 効率 （ｐｐｍ） （μｉ） （ｒｕｎ）
（ｎｎＷ／ｍＤ１ ９８ なし １．３６７
１０９ １．６４２ ２７４ Ｃａ
１．３６７ ９５ ３．１１な
お、この実施例の光ファイバＩは、化学的気相堆積法（
ＭＣＶＤ法）、あるいはＶＡＤ法十分子スタッフィング
法を適用して製作することができる。
先添加 波長 効率 （ｐｐｍ） （μｉ） （ｒｕｎ）
（ｎｎＷ／ｍＤ１ ９８ なし １．３６７
１０９ １．６４２ ２７４ Ｃａ
１．３６７ ９５ ３．１１な
お、この実施例の光ファイバＩは、化学的気相堆積法（
ＭＣＶＤ法）、あるいはＶＡＤ法十分子スタッフィング
法を適用して製作することができる。
〈発明の効果〉
本発明によれば、コアまたは該コアの外周縁部にＮｄと
Ｃａとを共にドープした構成としたので、蛍光強度が強
くなるため、これに応じて信号光の増幅作用を従来より
も一層高くすることができる等の優れた効果が発揮され
る。
Ｃａとを共にドープした構成としたので、蛍光強度が強
くなるため、これに応じて信号光の増幅作用を従来より
も一層高くすることができる等の優れた効果が発揮され
る。
第１図は本発明の実施例に係るＮｄとＣａを共にドープ
した光ファイバの横断面図、第２図は光増幅器の構成図
、第３図はＮｄを単独にドープの場合の光ファイバの蛍
光特性を示す特性図である。 １・・・光ファイバ、２・・・コア、３・・・クラッド
。
した光ファイバの横断面図、第２図は光増幅器の構成図
、第３図はＮｄを単独にドープの場合の光ファイバの蛍
光特性を示す特性図である。 １・・・光ファイバ、２・・・コア、３・・・クラッド
。
Claims (1)
- （１）石英系ガラスコアの周囲に、屈折率が該コアより
も小さい石英系ガラスクラッドが形成されてなる光ファ
イバにおいて、 前記コアまたは該コアの外周縁部にＮｄとともにＣａが
同時にドープされていることを特徴とする光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1245646A JPH03106087A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 光ファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1245646A JPH03106087A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 光ファイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03106087A true JPH03106087A (ja) | 1991-05-02 |
Family
ID=17136745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1245646A Pending JPH03106087A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03106087A (ja) |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP1245646A patent/JPH03106087A/ja active Pending
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