JPH06112576A - 光増幅器 - Google Patents
光増幅器Info
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- JPH06112576A JPH06112576A JP25456692A JP25456692A JPH06112576A JP H06112576 A JPH06112576 A JP H06112576A JP 25456692 A JP25456692 A JP 25456692A JP 25456692 A JP25456692 A JP 25456692A JP H06112576 A JPH06112576 A JP H06112576A
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- optical fiber
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 １．６５μｍ帯で動作する実用的なＴｍドー
プ光ファイバ増幅器を提供する。 【構成】 励起光源、信号光源、励起光と信号光とを結
合する光カプラ及びコアに少なくとも一種類の希土類元
素を含んだ光ファイバを基本構成要素とする光増幅器に
おいて、活性希土類元素ＴｍにＥｒ、Ｄｙ及びＹｂのう
ちの少なくとも一つの元素をコドーパントとして添加
し、Ｔｍの 2Ｆ2 又は 2Ｆ3 又は 3Ｆ4 もしくはＹｂの
2Ｆ5/2 あるいはＥｒの 4Ｉ11/2又は 4Ｉ13/2多重項を
励起することにより、Ｔｍを 3Ｈ4 レベルに励起させ
た。
プ光ファイバ増幅器を提供する。 【構成】 励起光源、信号光源、励起光と信号光とを結
合する光カプラ及びコアに少なくとも一種類の希土類元
素を含んだ光ファイバを基本構成要素とする光増幅器に
おいて、活性希土類元素ＴｍにＥｒ、Ｄｙ及びＹｂのう
ちの少なくとも一つの元素をコドーパントとして添加
し、Ｔｍの 2Ｆ2 又は 2Ｆ3 又は 3Ｆ4 もしくはＹｂの
2Ｆ5/2 あるいはＥｒの 4Ｉ11/2又は 4Ｉ13/2多重項を
励起することにより、Ｔｍを 3Ｈ4 レベルに励起させ
た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は１．６５μｍ帯で動作す
る光ファイバ増幅器に関するものである。
る光ファイバ増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光通信の分野では光ファイバのコ
アに希土類元素を添加し、希土類元素の４ｆ殻内エネル
ギー準位間で誘導放出遷移させて光信号を増幅する、い
わゆる光ファイバ増幅器の研究及び実用化が進められて
いる。現在の光通信に利用されている波長帯は１．３μ
ｍ帯及び１．５μｍ帯であり、１．３μｍ帯用にはＰｒ
ドープファイバ増幅器の研究が進められ、１．５μｍ帯
にはＥｒドープファイバ増幅器の実用化が進められてい
る。
アに希土類元素を添加し、希土類元素の４ｆ殻内エネル
ギー準位間で誘導放出遷移させて光信号を増幅する、い
わゆる光ファイバ増幅器の研究及び実用化が進められて
いる。現在の光通信に利用されている波長帯は１．３μ
ｍ帯及び１．５μｍ帯であり、１．３μｍ帯用にはＰｒ
ドープファイバ増幅器の研究が進められ、１．５μｍ帯
にはＥｒドープファイバ増幅器の実用化が進められてい
る。
【０００３】光通信システムを運用するにあたっては、
そのシステムの運用状態を監視するシステムや試験する
システムが必要となる。例えば、現在、１．５μｍ帯の
光通信システムでは１．３μｍの光を使ってシステムの
監視が行われ、１．３μｍ帯の光通信システムでは１．
５μｍの光を使ってシステムの監視が行われている。つ
まり、そのシステムが使用している信号波長以外の波長
帯を利用して監視システムが構成されており、将来的に
は１．３μｍ帯にも１．５μｍ帯にも使用できる監視シ
ステムの構築が望まれており、そのシステムの動作波長
帯として１．６５μｍ帯の波長帯が考えられている。
そのシステムの運用状態を監視するシステムや試験する
システムが必要となる。例えば、現在、１．５μｍ帯の
光通信システムでは１．３μｍの光を使ってシステムの
監視が行われ、１．３μｍ帯の光通信システムでは１．
５μｍの光を使ってシステムの監視が行われている。つ
まり、そのシステムが使用している信号波長以外の波長
帯を利用して監視システムが構成されており、将来的に
は１．３μｍ帯にも１．５μｍ帯にも使用できる監視シ
ステムの構築が望まれており、そのシステムの動作波長
帯として１．６５μｍ帯の波長帯が考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在の
ところ、監視システムの光源として使用できる高出力の
半導体レーザがなく、現存する半導体レーザの出力光を
増幅できる光増幅器の開発が望まれている。
ところ、監視システムの光源として使用できる高出力の
半導体レーザがなく、現存する半導体レーザの出力光を
増幅できる光増幅器の開発が望まれている。
【０００５】これまで、１．６５μｍ帯増幅用として
は、図１に示すようなＴｍの 3Ｈ4 →3Ｈ6 誘導放出を
利用したＴｍドープファイバ増幅器が試みられている
（例えば、I.Sankawa, H.Izumita, S.Furukawa, K.Ishi
hara“IEEE. Photon.Technol. Lett.,”vol.2, pp.422-
434, 1990 ：文献１）。
は、図１に示すようなＴｍの 3Ｈ4 →3Ｈ6 誘導放出を
利用したＴｍドープファイバ増幅器が試みられている
（例えば、I.Sankawa, H.Izumita, S.Furukawa, K.Ishi
hara“IEEE. Photon.Technol. Lett.,”vol.2, pp.422-
434, 1990 ：文献１）。
【０００６】前記文献１では０．８μｍ帯の光を使用し
てＴｍの 3Ｆ4 レベルを励起し、 3Ｆ4 レベルから 3Ｈ
4 レベルへの緩和を利用して 3Ｈ4 レベルを励起して
１．６５μｍ帯の光増幅が試みられているが、数ｄＢの
利得が得られているに過ぎない。
てＴｍの 3Ｆ4 レベルを励起し、 3Ｆ4 レベルから 3Ｈ
4 レベルへの緩和を利用して 3Ｈ4 レベルを励起して
１．６５μｍ帯の光増幅が試みられているが、数ｄＢの
利得が得られているに過ぎない。
【０００７】ここで、利得が低いのは 3Ｆ4 レベルを励
起し、 3Ｆ4 レベルからの緩和を利用して 3Ｈ4 レベル
を励起しているため、 3Ｈ4 レベルに励起されるＴｍの
数を効率良く増加させられないためである。つまり、 3
Ｆ4 → 3Ｈ6 遷移の確率は 3Ｆ4 → 3Ｈ4 遷移の確率よ
り約８倍大きいため、 3Ｆ4 レベルに励起したのではＴ
ｍはほとんど 3Ｈ6 レベルに緩和してしまい、 3Ｈ4 レ
ベルにとどまるＴｍの数が少なくなるためである。
起し、 3Ｆ4 レベルからの緩和を利用して 3Ｈ4 レベル
を励起しているため、 3Ｈ4 レベルに励起されるＴｍの
数を効率良く増加させられないためである。つまり、 3
Ｆ4 → 3Ｈ6 遷移の確率は 3Ｆ4 → 3Ｈ4 遷移の確率よ
り約８倍大きいため、 3Ｆ4 レベルに励起したのではＴ
ｍはほとんど 3Ｈ6 レベルに緩和してしまい、 3Ｈ4 レ
ベルにとどまるＴｍの数が少なくなるためである。
【０００８】本発明の目的は、効率良くＴｍを 3Ｈ4 レ
ベルに励起してＴｍドープ光ファイバの１．６５μｍ帯
の利得を向上させ、１．６５μｍ帯で動作する実用的な
Ｔｍドープ光ファイバ増幅器を提供することである。
ベルに励起してＴｍドープ光ファイバの１．６５μｍ帯
の利得を向上させ、１．６５μｍ帯で動作する実用的な
Ｔｍドープ光ファイバ増幅器を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明では前記目的を達
成するため、励起光源、信号光源、励起光と信号光とを
結合する光カプラ及びコアに少なくとも一種類の希土類
元素を含んだ光ファイバを基本構成要素とする光増幅器
において、活性希土類元素がＴｍであり、これにＥｒ、
Ｄｙ及びＹｂのうちの少なくとも一つの元素をコドーパ
ントとして含み、Ｔｍの 2Ｆ2 又は 2Ｆ3 又は 3Ｆ4 も
しくはＹｂの 2Ｆ5/2 あるいはＥｒの 4Ｉ11/2又は 4Ｉ
13/2多重項を励起することを特徴とする。また、活性希
土類元素がＴｍであり、Ｔｍの 3Ｈ4 多重項を励起する
ことを特徴とする。また、コアガラスにＡｌ、Ｐ、Ｇｅ
及びＬａのうちの少なくとも一つをドーパントとして含
んだ光ファイバを用いることを特徴とする。
成するため、励起光源、信号光源、励起光と信号光とを
結合する光カプラ及びコアに少なくとも一種類の希土類
元素を含んだ光ファイバを基本構成要素とする光増幅器
において、活性希土類元素がＴｍであり、これにＥｒ、
Ｄｙ及びＹｂのうちの少なくとも一つの元素をコドーパ
ントとして含み、Ｔｍの 2Ｆ2 又は 2Ｆ3 又は 3Ｆ4 も
しくはＹｂの 2Ｆ5/2 あるいはＥｒの 4Ｉ11/2又は 4Ｉ
13/2多重項を励起することを特徴とする。また、活性希
土類元素がＴｍであり、Ｔｍの 3Ｈ4 多重項を励起する
ことを特徴とする。また、コアガラスにＡｌ、Ｐ、Ｇｅ
及びＬａのうちの少なくとも一つをドーパントとして含
んだ光ファイバを用いることを特徴とする。
【００１０】
【作用】これまでのＴｍドープファイバ増幅器では 3Ｆ
4 レベルを励起していたが、本発明ではＥｒ，Ｄｙ，Ｙ
ｂ等のコドーパンドにより 3Ｆ4 レベルをクウェンチさ
せ、コドーパントからのエネルギー移動によりＴｍの 3
Ｆ4 レベルを励起して、その結果、励起効率を上げた。
また、Ｔｍの 3Ｈ4 レベルを励起することにより3Ｈ4
レベルへの励起効率を上げた。また、コアガラスにＡ
ｌ、Ｐ、Ｇｅ及びＬａのうちの少なくとも一つを添加す
ることにより、希土類元素の吸収、発光帯のスペクトル
幅を広げて励起効率を上げた。
4 レベルを励起していたが、本発明ではＥｒ，Ｄｙ，Ｙ
ｂ等のコドーパンドにより 3Ｆ4 レベルをクウェンチさ
せ、コドーパントからのエネルギー移動によりＴｍの 3
Ｆ4 レベルを励起して、その結果、励起効率を上げた。
また、Ｔｍの 3Ｈ4 レベルを励起することにより3Ｈ4
レベルへの励起効率を上げた。また、コアガラスにＡ
ｌ、Ｐ、Ｇｅ及びＬａのうちの少なくとも一つを添加す
ることにより、希土類元素の吸収、発光帯のスペクトル
幅を広げて励起効率を上げた。
【００１１】以下、実施例により本発明を説明するが、
本発明は実施例中の数値、ガラス系等により限定される
ものではない。
本発明は実施例中の数値、ガラス系等により限定される
ものではない。
【００１２】
【実施例１】Ｔｍ(0.1wt%)−Ｅｒ(1wt%)をコアにドープ
した石英光ファイバ５ｍを用いて、１．６５μｍ帯の光
増幅実験を行った。用いた石英光ファイバの比屈折率差
は２．３％であり、カットオフ波長は０．７６μｍであ
った。
した石英光ファイバ５ｍを用いて、１．６５μｍ帯の光
増幅実験を行った。用いた石英光ファイバの比屈折率差
は２．３％であり、カットオフ波長は０．７６μｍであ
った。
【００１３】図２は増幅特性の測定系の構成を示すもの
で、図中、１は発振波長が０．７９μｍであるＴｉ−サ
ファイアレーザからなる励起光源、２はレンズ、３は光
カプラ、４は１．６５μｍで発振する半導体レーザから
なる信号光源、５はコアにＴｍ−Ｅｒが添加された増幅
用光ファイバ、６はピグテイル、７は光スペクトラム分
析器である。
で、図中、１は発振波長が０．７９μｍであるＴｉ−サ
ファイアレーザからなる励起光源、２はレンズ、３は光
カプラ、４は１．６５μｍで発振する半導体レーザから
なる信号光源、５はコアにＴｍ−Ｅｒが添加された増幅
用光ファイバ、６はピグテイル、７は光スペクトラム分
析器である。
【００１４】励起光源１から発せられたレーザ光をレン
ズ２により集束し、信号光源４からのレーザ光と光カプ
ラ３でカップリングする。カップリングしたレーザ光を
光ファイバ５に入射し、ピグテイル６を介して光スペク
トルラム分析器７に導いて、増幅されたレーザ信号光の
利得を求めた。その結果、１００ｍＷで励起した時に
１．６５μｍで１０ｄＢの利得を確認することができ
た。
ズ２により集束し、信号光源４からのレーザ光と光カプ
ラ３でカップリングする。カップリングしたレーザ光を
光ファイバ５に入射し、ピグテイル６を介して光スペク
トルラム分析器７に導いて、増幅されたレーザ信号光の
利得を求めた。その結果、１００ｍＷで励起した時に
１．６５μｍで１０ｄＢの利得を確認することができ
た。
【００１５】ＥｒをＴｍとともにドープした場合、Ｔｍ
の 3Ｈ4 レベルが励起されるとＥｒの 4Ｉ9/2 レベルに
エネルギー移動が起こり、Ｔｍ内での 3Ｈ4 → 3Ｈ6 の
遷移が抑えられ、Ｔｍからのエネルギー移動により 4Ｉ
9/2 状態に励起されたＥｒは4Ｉ13/2状態にまでフォノ
ン放出過程により緩和され、再度、Ｅｒの 4Ｉ13/2レベ
ルからＴｍの 3Ｆ4 レベルにエネルギー移動が起こり、
最終的にＴｍは 3Ｆ4レベルに励起され、１．６５μｍ
帯での利得が得られる。Ｅｒをコドープし、Ｔｍ，Ｅｒ
間のエネルギー移動を利用すると、Ｔｍ単独で 3Ｈ4 状
態が励起される場合よりも効率良く 3Ｆ4 レベルに励起
されるため、Ｔｍ独立でドープした場合よりも高い利得
が得られたわけである。
の 3Ｈ4 レベルが励起されるとＥｒの 4Ｉ9/2 レベルに
エネルギー移動が起こり、Ｔｍ内での 3Ｈ4 → 3Ｈ6 の
遷移が抑えられ、Ｔｍからのエネルギー移動により 4Ｉ
9/2 状態に励起されたＥｒは4Ｉ13/2状態にまでフォノ
ン放出過程により緩和され、再度、Ｅｒの 4Ｉ13/2レベ
ルからＴｍの 3Ｆ4 レベルにエネルギー移動が起こり、
最終的にＴｍは 3Ｆ4レベルに励起され、１．６５μｍ
帯での利得が得られる。Ｅｒをコドープし、Ｔｍ，Ｅｒ
間のエネルギー移動を利用すると、Ｔｍ単独で 3Ｈ4 状
態が励起される場合よりも効率良く 3Ｆ4 レベルに励起
されるため、Ｔｍ独立でドープした場合よりも高い利得
が得られたわけである。
【００１６】また、信号光源４の波長を変化させること
により、信号利得は１．６２μｍから１．８５μｍまで
の波長域で確認することができた。
により、信号利得は１．６２μｍから１．８５μｍまで
の波長域で確認することができた。
【００１７】
【実施例２】Ｔｍ(0.1wt%)−Ｅｒ(1wt%)をコアにドープ
したフッ化物ファイバ５ｍを増幅用光ファイバ５として
増幅実験を行った。コアガラス組成は５３ＺｒＦ4 −１
６ＢａＦ2 −１５ＰｂＦ2 −３．５ＬａＦ3 −２．０Ｙ
Ｆ3 −２．５ＡｌＦ3 −８ＬｉＦ(mol%)、クラッドガラ
ス組成は４７．５ＺｒＦ4 −２３．５ＢａＦ2 −２．５
ＬａＦ3 −２ＹＦ3 −４．５ＡｌＦ3 −２０ＮａＦ(mol
%)であり、比屈折率差は３．７％である。実施例１と同
じ励起波長で励起したところ、この光ファイバを増幅用
光ファイバとして用いても１．６５μｍ帯で１０ｄＢ以
上の利得が確認できた。
したフッ化物ファイバ５ｍを増幅用光ファイバ５として
増幅実験を行った。コアガラス組成は５３ＺｒＦ4 −１
６ＢａＦ2 −１５ＰｂＦ2 −３．５ＬａＦ3 −２．０Ｙ
Ｆ3 −２．５ＡｌＦ3 −８ＬｉＦ(mol%)、クラッドガラ
ス組成は４７．５ＺｒＦ4 −２３．５ＢａＦ2 −２．５
ＬａＦ3 −２ＹＦ3 −４．５ＡｌＦ3 −２０ＮａＦ(mol
%)であり、比屈折率差は３．７％である。実施例１と同
じ励起波長で励起したところ、この光ファイバを増幅用
光ファイバとして用いても１．６５μｍ帯で１０ｄＢ以
上の利得が確認できた。
【００１８】
【実施例３】Ｔｍ(0.1wt%)−Ｄｙ(1wt%)をコアにドープ
したフッ化物ファイバ５ｍを増幅用光ファイバ５として
増幅実験を行った。コアガラス組成は５３ＺｒＦ4 −１
６ＢａＦ2 −１５ＰｂＦ2 −３．５ＬａＦ3 −２．０Ｙ
Ｆ3 −２．５ＡｌＦ3 −８ＬｉＦ(mol%)、クラッドガラ
ス組成は４７．５ＺｒＦ4 −２３．５ＢａＦ2 −２．５
ＬａＦ3 −２ＹＦ3 −４．５ＡｌＦ3 −２０ＮａＦ(mol
%)であり、比屈折率差は３．７％である。実施例１と同
じ励起波長で励起したところ、この光ファイバを増幅用
光ファイバとして用いても１．６５μｍ帯で１０ｄＢ以
上の利得が確認できた。
したフッ化物ファイバ５ｍを増幅用光ファイバ５として
増幅実験を行った。コアガラス組成は５３ＺｒＦ4 −１
６ＢａＦ2 −１５ＰｂＦ2 −３．５ＬａＦ3 −２．０Ｙ
Ｆ3 −２．５ＡｌＦ3 −８ＬｉＦ(mol%)、クラッドガラ
ス組成は４７．５ＺｒＦ4 −２３．５ＢａＦ2 −２．５
ＬａＦ3 −２ＹＦ3 −４．５ＡｌＦ3 −２０ＮａＦ(mol
%)であり、比屈折率差は３．７％である。実施例１と同
じ励起波長で励起したところ、この光ファイバを増幅用
光ファイバとして用いても１．６５μｍ帯で１０ｄＢ以
上の利得が確認できた。
【００１９】これはＤｙをＴｍとともにコアにドープす
ると、図３に示した過程を辿ってＴｍ，Ｄｙ間でエネル
ギー移動が起こり、Ｔｍの 3Ｈ4 レベルを励起した場
合、Ｔｍ単独の場合よりもＴｍの 3Ｆ4 レベルが効率良
く励起されたためである。
ると、図３に示した過程を辿ってＴｍ，Ｄｙ間でエネル
ギー移動が起こり、Ｔｍの 3Ｈ4 レベルを励起した場
合、Ｔｍ単独の場合よりもＴｍの 3Ｆ4 レベルが効率良
く励起されたためである。
【００２０】
【実施例４】実施例１で用いたファイバを増幅用光ファ
イバ５として用いて、０．６６μｍ，０．６８５μｍの
励起波長で 3Ｆ2 ， 3Ｆ3 レベルを励起したところ、 3
Ｈ4レベルを励起した場合と同様、１．６５μｍ帯で１
０ｄＢ以上の利得が確認できた。これは 3Ｆ2 又は 3Ｆ
4 レベルから 3Ｈ4 レベルへフォノン放出により緩和が
起こり、その結果、 3Ｈ4 レベルが効率良く励起された
ためである。
イバ５として用いて、０．６６μｍ，０．６８５μｍの
励起波長で 3Ｆ2 ， 3Ｆ3 レベルを励起したところ、 3
Ｈ4レベルを励起した場合と同様、１．６５μｍ帯で１
０ｄＢ以上の利得が確認できた。これは 3Ｆ2 又は 3Ｆ
4 レベルから 3Ｈ4 レベルへフォノン放出により緩和が
起こり、その結果、 3Ｈ4 レベルが効率良く励起された
ためである。
【００２１】
【実施例５】Ｔｍ(0.1wt%)がコアにドープされた石英光
ファイバを増幅用光ファイバ５として１．６５μｍ帯の
光増幅実験を行った。励起波長は１．６μｍで、 3Ｆ4
レベルを励起した。その結果、５０ｍＷの励起パワーに
より、１．６５μｍ帯において１０ｄＢ以上の利得が確
認できた。これはＴｍの 3Ｆ4 レベルを励起する場合よ
りも 3Ｈ4 レベルを励起する方が直接、レーザ始準位を
励起することにより、効率良く 3Ｈ4 レベルの励起がで
きるためである。１．６μｍ帯励起も０．７９μｍ帯励
起と同様、半導体レーザを用いた励起が可能であるため
実用的である。
ファイバを増幅用光ファイバ５として１．６５μｍ帯の
光増幅実験を行った。励起波長は１．６μｍで、 3Ｆ4
レベルを励起した。その結果、５０ｍＷの励起パワーに
より、１．６５μｍ帯において１０ｄＢ以上の利得が確
認できた。これはＴｍの 3Ｆ4 レベルを励起する場合よ
りも 3Ｈ4 レベルを励起する方が直接、レーザ始準位を
励起することにより、効率良く 3Ｈ4 レベルの励起がで
きるためである。１．６μｍ帯励起も０．７９μｍ帯励
起と同様、半導体レーザを用いた励起が可能であるため
実用的である。
【００２２】
【実施例６】Ｔｍ(0.1wt%)−Ｙｂ(3wt%)がコアにドープ
された石英光ファイバを増幅用光ファイバ５として１．
６５μｍ帯の光増幅実験を行った。励起波長は０．９８
μｍであり、Ｙｂの 2Ｆ5/2 レベルを励起した。図４に
示すようにＹｂの 2Ｆ5/2 レベルが励起されると、 2Ｆ
5/2 レベルからＴｍの 3Ｈ5 レベルにエネルギー移動が
起こり、また、 3Ｈ5 レベルから 3Ｈ4 レベルにはフォ
ノン放出により緩和が起こり、最終的にはＴｍの 3Ｈ4
レベルが励起される。その結果、本実施例では５０ｍＷ
の励起により１．６５μｍ帯で１０ｄＢ以上の利得が確
認できた。
された石英光ファイバを増幅用光ファイバ５として１．
６５μｍ帯の光増幅実験を行った。励起波長は０．９８
μｍであり、Ｙｂの 2Ｆ5/2 レベルを励起した。図４に
示すようにＹｂの 2Ｆ5/2 レベルが励起されると、 2Ｆ
5/2 レベルからＴｍの 3Ｈ5 レベルにエネルギー移動が
起こり、また、 3Ｈ5 レベルから 3Ｈ4 レベルにはフォ
ノン放出により緩和が起こり、最終的にはＴｍの 3Ｈ4
レベルが励起される。その結果、本実施例では５０ｍＷ
の励起により１．６５μｍ帯で１０ｄＢ以上の利得が確
認できた。
【００２３】また、本実施例ではＹｂの 2Ｆ5/2 レベル
を励起したが、Ｔｍの 2Ｆ2 ， 3Ｆ3 ， 3Ｆ4 レベルを
励起しても良い。これはＴｍの 3Ｆ4 からＹｂの2 Ｆ
5/2 へエネルギー移動が起こり、また、Ｙｂの 2Ｆ5/2
からＴｍの 3Ｈ5 にエネルギー移動が起こり、最終的に
Ｔｍの 3Ｈ4 レベルが励起されるからである。
を励起したが、Ｔｍの 2Ｆ2 ， 3Ｆ3 ， 3Ｆ4 レベルを
励起しても良い。これはＴｍの 3Ｆ4 からＹｂの2 Ｆ
5/2 へエネルギー移動が起こり、また、Ｙｂの 2Ｆ5/2
からＴｍの 3Ｈ5 にエネルギー移動が起こり、最終的に
Ｔｍの 3Ｈ4 レベルが励起されるからである。
【００２４】
【実施例７】Ｔｍ(0.1wt%)−Ｅｒ(3wt%)がコアにドープ
された石英光ファイバを増幅用光ファイバ５として１．
６５μｍ帯の光増幅実験を行った。励起波長は０．９８
μｍ，１．４８μｍの２つの波長を用いて、それぞれＥ
ｒの 4Ｉ11/2レベル， 4Ｉ13 /2レベルを励起した。この
場合、図５に示すようにＥｒからＴｍへエネルギー移動
が起こり、最終的にはＴｍの 3Ｈ4 レベルが励起され
る。その結果、本実施例では５０ｍＷの励起により１．
６５μｍ帯で１０ｄＢ以上の利得が確認できた。
された石英光ファイバを増幅用光ファイバ５として１．
６５μｍ帯の光増幅実験を行った。励起波長は０．９８
μｍ，１．４８μｍの２つの波長を用いて、それぞれＥ
ｒの 4Ｉ11/2レベル， 4Ｉ13 /2レベルを励起した。この
場合、図５に示すようにＥｒからＴｍへエネルギー移動
が起こり、最終的にはＴｍの 3Ｈ4 レベルが励起され
る。その結果、本実施例では５０ｍＷの励起により１．
６５μｍ帯で１０ｄＢ以上の利得が確認できた。
【００２５】これまで述べた実施例１から実施例７で
は、ファイバ素材として石英ガラス、ＺｒＦ4 系のフッ
化物ガラスを用いたが、この他に石英系多成分ガラス、
リン酸ガラス、フツリン酸ガラス、カルコゲナイドガラ
スを用いても同様の結果が得られた。石英ガラスを用い
る場合、Ｅｒドープ光ファイバアンプ用のコアガラス成
分、例えばＡｌ，Ｐ，Ｌａ，Ｇｅ等の成分を用いること
ができるのはいうまでもない。特に、Ａｌ，Ｐ，Ｌａ等
がＧｅの外に石英ガラス中に添加されていると、希土類
元素の吸収、発光帯のスペクトル幅が広がるため、希土
類元素間のエネルギー移動が効率良く起り、また、添加
濃度を上げることも可能となり、その結果、エネルギー
移動を起させ易くなる。また、フッ化物ガラスとしては
ＩｎＦ3 系ガラス、ＡｌＦ3 系ガラス、ＡｌＦ3 −Ｚｒ
Ｆ4 系ガラスも用いられ、カルコゲナイドガラスとして
はＡｓ−Ｓ、Ｇｅ−Ｓ、Ｇｅ−Ｓ−Ｓｅ、Ａｓ−Ｇｅ−
Ｓ等のガラスが用いられる。
は、ファイバ素材として石英ガラス、ＺｒＦ4 系のフッ
化物ガラスを用いたが、この他に石英系多成分ガラス、
リン酸ガラス、フツリン酸ガラス、カルコゲナイドガラ
スを用いても同様の結果が得られた。石英ガラスを用い
る場合、Ｅｒドープ光ファイバアンプ用のコアガラス成
分、例えばＡｌ，Ｐ，Ｌａ，Ｇｅ等の成分を用いること
ができるのはいうまでもない。特に、Ａｌ，Ｐ，Ｌａ等
がＧｅの外に石英ガラス中に添加されていると、希土類
元素の吸収、発光帯のスペクトル幅が広がるため、希土
類元素間のエネルギー移動が効率良く起り、また、添加
濃度を上げることも可能となり、その結果、エネルギー
移動を起させ易くなる。また、フッ化物ガラスとしては
ＩｎＦ3 系ガラス、ＡｌＦ3 系ガラス、ＡｌＦ3 −Ｚｒ
Ｆ4 系ガラスも用いられ、カルコゲナイドガラスとして
はＡｓ−Ｓ、Ｇｅ−Ｓ、Ｇｅ−Ｓ−Ｓｅ、Ａｓ−Ｇｅ−
Ｓ等のガラスが用いられる。
【００２６】また、本実施例ではＴｍによる１．６５μ
ｍ帯の光増幅の外に、コドーパントとして添加Ｅｒの 4
Ｉ13/2→ 4Ｉ15/2遷移による１．５５μｍ帯の光増幅も
同時に観測することができた。
ｍ帯の光増幅の外に、コドーパントとして添加Ｅｒの 4
Ｉ13/2→ 4Ｉ15/2遷移による１．５５μｍ帯の光増幅も
同時に観測することができた。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、
１．６５μｍ帯で動作する実用的な光ファイバ増幅器を
構成でき、これを用いることにより１．６５μｍ帯を利
用した光通信システムの監視システムを構築でき、光通
信システムの信頼性向上に大きな成果をもたらすことが
できる。
１．６５μｍ帯で動作する実用的な光ファイバ増幅器を
構成でき、これを用いることにより１．６５μｍ帯を利
用した光通信システムの監視システムを構築でき、光通
信システムの信頼性向上に大きな成果をもたらすことが
できる。
【図１】Ｔｍのエネルギーレベルダイヤグラム
【図２】増幅特性の測定系の構成図
【図３】Ｔｍ−Ｅｒ、Ｔｍ−Ｄｙ間のエネルギー移動を
示す図
示す図
【図４】Ｔｍ−Ｙｂ間のエネルギー移動を示す図
【図５】Ｔｍ−Ｅｒ間のエネルギー移動を示す図
１…励起光源、２…レンズ、３…光カプラ、４…信号光
源、５…増幅用光ファイバ、６…ピグテイル、７…光ス
ペクトラム分析器。
源、５…増幅用光ファイバ、６…ピグテイル、７…光ス
ペクトラム分析器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 誠 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 須藤 昭一 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 励起光源、信号光源、励起光と信号光と
を結合する光カプラ及びコアに少なくとも一種類の希土
類元素を含んだ光ファイバを基本構成要素とする光増幅
器において、 活性希土類元素がＴｍであり、これにＥｒ、Ｄｙ及びＹ
ｂのうちの少なくとも一つの元素をコドーパントとして
含み、 Ｔｍの 2Ｆ2 又は 2Ｆ3 又は 3Ｆ4 もしくはＹｂの 2Ｆ
5/2 あるいはＥｒの 4Ｉ11/2又は 4Ｉ13/2多重項を励起
することを特徴とする光増幅器。 - 【請求項２】 活性希土類元素がＴｍであり、Ｔｍの 3
Ｈ4 多重項を励起することを特徴とする請求項１記載の
光増幅器。 - 【請求項３】 コアガラスにＡｌ、Ｐ、Ｇｅ及びＬａの
うちの少なくとも一つをドーパントとして含んだ光ファ
イバを用いることを特徴とする請求項１記載の光増幅
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4254566A JP2937285B2 (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4254566A JP2937285B2 (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 光増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06112576A true JPH06112576A (ja) | 1994-04-22 |
| JP2937285B2 JP2937285B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=17266829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4254566A Expired - Fee Related JP2937285B2 (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2937285B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5668659A (en) * | 1994-09-27 | 1997-09-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical fibers for optical amplifiers |
| JP2001185790A (ja) * | 1999-12-09 | 2001-07-06 | Korea Electronics Telecommun | 希土類イオンが添加された高利得光ファイバ |
| JP2002131792A (ja) * | 2000-08-29 | 2002-05-09 | Lucent Technol Inc | カルコゲナイドガラスをベースとしたラマン光増幅器 |
| WO2003028175A1 (fr) * | 2001-09-26 | 2003-04-03 | Ntt Electronics Corporation | Source lumineuse ase, amplificateur optique et oscillateur laser |
| US7038845B2 (en) | 2002-06-27 | 2006-05-02 | Nec Corporation | Optical amplifier and optical fiber laser |
| JP2016520262A (ja) * | 2013-05-31 | 2016-07-11 | クヮンジュ・インスティテュート・オブ・サイエンス・アンド・テクノロジー | 光学繊維を用いた光増幅器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04369616A (ja) * | 1991-06-19 | 1992-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 短波長光源およびその製造方法 |
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-
1992
- 1992-09-24 JP JP4254566A patent/JP2937285B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US7038845B2 (en) | 2002-06-27 | 2006-05-02 | Nec Corporation | Optical amplifier and optical fiber laser |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2937285B2 (ja) | 1999-08-23 |
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