JPH0621560A - フッ化物ガラス光導波路 - Google Patents
フッ化物ガラス光導波路Info
- Publication number
- JPH0621560A JPH0621560A JP4176951A JP17695192A JPH0621560A JP H0621560 A JPH0621560 A JP H0621560A JP 4176951 A JP4176951 A JP 4176951A JP 17695192 A JP17695192 A JP 17695192A JP H0621560 A JPH0621560 A JP H0621560A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- glass
- core rod
- core
- fluoride glass
- 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
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 2000ppmのPrと 4000ppmのNdをドープした Z
BLAN系ガラスを溶解し鋳型に鋳込むことにより、外径 8
mmのコア用ロッドを作成した後、アルゴンガス中で延伸
して、外径 3mmのコア用ロッドを得た。また、屈折率を
調節するためにHfを所定量ドープした ZBLAN系ガラスを
溶解し回転する鋳型に鋳込むことにより、外径15mm、内
径 3.5mmのクラッド用パイプを得た。このパイプに前記
コア用ロッドを挿入し、この状態で両者をアルゴンガス
中で一体化した後、更に延伸することを繰り返して作成
したシングルモード型光導波路用プリフォームを線引し
てファイバ型のシングルモード型フッ化物ガラス光導波
路を得た。 【効果】 ZBLAN系ガラスから成るフッ化物ガラス光導
波路のコアガラス中にPrに加えNd、更にはYbを加えたこ
とにより、、1.02μｍ以外の出力波長を有する汎用の低
出力の半導体レーザによる励起で 1.3μｍでの高利得な
光増幅が可能なフッ化物ガラス光導波路を得ることがで
きる。
BLAN系ガラスを溶解し鋳型に鋳込むことにより、外径 8
mmのコア用ロッドを作成した後、アルゴンガス中で延伸
して、外径 3mmのコア用ロッドを得た。また、屈折率を
調節するためにHfを所定量ドープした ZBLAN系ガラスを
溶解し回転する鋳型に鋳込むことにより、外径15mm、内
径 3.5mmのクラッド用パイプを得た。このパイプに前記
コア用ロッドを挿入し、この状態で両者をアルゴンガス
中で一体化した後、更に延伸することを繰り返して作成
したシングルモード型光導波路用プリフォームを線引し
てファイバ型のシングルモード型フッ化物ガラス光導波
路を得た。 【効果】 ZBLAN系ガラスから成るフッ化物ガラス光導
波路のコアガラス中にPrに加えNd、更にはYbを加えたこ
とにより、、1.02μｍ以外の出力波長を有する汎用の低
出力の半導体レーザによる励起で 1.3μｍでの高利得な
光増幅が可能なフッ化物ガラス光導波路を得ることがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として光通信システ
ムの中継部に使用される光増幅用光導波路（光ファイバ
を含む）に関するものである。
ムの中継部に使用される光増幅用光導波路（光ファイバ
を含む）に関するものである。
【０００２】
【従来技術】光通信システムは発光部、中継部および受
光部から構成され、これらの間は光導波路で結ばれてい
る。この中継部は伝送する信号光が光導波路中を伝搬す
る際の伝送損失およびパルスの広がりを補償するもので
あり、従来その構成は信号光を一度電気信号に変換して
補償した後、半導体レーザを用いて信号光に変換すると
いうものであった。しかし、この方法は装置の構成が極
めて複雑であるため高価である、という欠点があった。
そこで最近、発光源として希土類元素、例えばPrを用
い、これをホストガラスにドープしたものをコア部とし
て光導波路を作製し、この光導波路により波長が1.3μ
ｍまたは1.55μｍの信号光を直接増幅することが試みら
れている。
光部から構成され、これらの間は光導波路で結ばれてい
る。この中継部は伝送する信号光が光導波路中を伝搬す
る際の伝送損失およびパルスの広がりを補償するもので
あり、従来その構成は信号光を一度電気信号に変換して
補償した後、半導体レーザを用いて信号光に変換すると
いうものであった。しかし、この方法は装置の構成が極
めて複雑であるため高価である、という欠点があった。
そこで最近、発光源として希土類元素、例えばPrを用
い、これをホストガラスにドープしたものをコア部とし
て光導波路を作製し、この光導波路により波長が1.3μ
ｍまたは1.55μｍの信号光を直接増幅することが試みら
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Pr、具
体的には例えば PrF3 をドープした ZBLAN系シングルモ
ード型光導波路では、 1.3μｍでの光増幅が可能である
ものの、高出力の大型レーザを用いて励起しなければ高
利得が得られないという問題が生じている。具体的には
1.3μｍで約10dBの利得を得るには、光導波路のコアの
中に 100mW以上の波長が1.02μｍの励起光を入れる必要
があり、これはチタンサファイアレーザ等を用いれば可
能であるものの、汎用の半導体レーザでは達成不可能の
値である。一方、現在の半導体レーザの単体での出力は
最大 100〜150mW であるが、光導波路との結合効率が悪
いため、せいぜい約30mW程度しか光導波路に入れること
ができない。
体的には例えば PrF3 をドープした ZBLAN系シングルモ
ード型光導波路では、 1.3μｍでの光増幅が可能である
ものの、高出力の大型レーザを用いて励起しなければ高
利得が得られないという問題が生じている。具体的には
1.3μｍで約10dBの利得を得るには、光導波路のコアの
中に 100mW以上の波長が1.02μｍの励起光を入れる必要
があり、これはチタンサファイアレーザ等を用いれば可
能であるものの、汎用の半導体レーザでは達成不可能の
値である。一方、現在の半導体レーザの単体での出力は
最大 100〜150mW であるが、光導波路との結合効率が悪
いため、せいぜい約30mW程度しか光導波路に入れること
ができない。
【０００４】
【目的】本発明の目的は、主として汎用的な低出力の半
導体レーザを使用して励起しても 1.3μｍで高利得とな
る光増幅用光導波路を提供するため、1.02μｍ以外の波
長でも励起可能なフッ化物光導波路を提供することにあ
る。
導体レーザを使用して励起しても 1.3μｍで高利得とな
る光増幅用光導波路を提供するため、1.02μｍ以外の波
長でも励起可能なフッ化物光導波路を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、主として ZBL
AN系フッ化物ガラスからなり、少なくともコアガラス中
にPrを含有するフッ化物ガラス光導波路において、該フ
ッ化物ガラス光導波路は少なくともコアガラス中にNdも
含有していることを特徴とする。
AN系フッ化物ガラスからなり、少なくともコアガラス中
にPrを含有するフッ化物ガラス光導波路において、該フ
ッ化物ガラス光導波路は少なくともコアガラス中にNdも
含有していることを特徴とする。
【０００６】
【作用】少なくともコアガラス中に、Pr、具体的には例
えば PrF3 を含む ZBLAN系フッ化物ガラスに更にNdのフ
ッ化物を適量ドープして作製した光導波路を用いれば、
波長1.02μｍ以外、例えば波長 0.8μｍの光でも励起可
能であることを見いだした。
えば PrF3 を含む ZBLAN系フッ化物ガラスに更にNdのフ
ッ化物を適量ドープして作製した光導波路を用いれば、
波長1.02μｍ以外、例えば波長 0.8μｍの光でも励起可
能であることを見いだした。
【０００７】これを見いだすに至った技術的背景を以下
に推論を交えながら述べる。 Prをドープした光導波路にて波長 1.3μｍの光を増幅
するためには、中心波長が約1.02μｍでかつ高出力レー
ザで励起する必要がある。他の波長のレーザでこの光導
波路中のPrを励起するには、Prの電子準位から考えて更
に高出力が必要である。しかしながら、半導体レーザで
はこれを達成することは困難である。 そこで別のイオンをPrと一緒にコアガラスにドープ
し、この別のイオンも一緒に半導体レーザで励起するこ
とを考えた。このイオンが効率よくエネルギーを吸収
し、これがPrの電子準位に伝わればPrも励起され易くな
って 1.3μｍで高利得の増幅が可能となるはずである。 この別のイオンを選ぶため、種々のイオンの電子構造
を検討し、理論的にNdが適切と判断した。 これらの検討を元に、実際にコアガラスにPrとNdをドー
プした ZBLAN系ガラスの光導波路を作製し光増幅特性を
測定したところ、主として汎用の半導体レーザを用いて
励起しても比較的高利得を得ることができた。
に推論を交えながら述べる。 Prをドープした光導波路にて波長 1.3μｍの光を増幅
するためには、中心波長が約1.02μｍでかつ高出力レー
ザで励起する必要がある。他の波長のレーザでこの光導
波路中のPrを励起するには、Prの電子準位から考えて更
に高出力が必要である。しかしながら、半導体レーザで
はこれを達成することは困難である。 そこで別のイオンをPrと一緒にコアガラスにドープ
し、この別のイオンも一緒に半導体レーザで励起するこ
とを考えた。このイオンが効率よくエネルギーを吸収
し、これがPrの電子準位に伝わればPrも励起され易くな
って 1.3μｍで高利得の増幅が可能となるはずである。 この別のイオンを選ぶため、種々のイオンの電子構造
を検討し、理論的にNdが適切と判断した。 これらの検討を元に、実際にコアガラスにPrとNdをドー
プした ZBLAN系ガラスの光導波路を作製し光増幅特性を
測定したところ、主として汎用の半導体レーザを用いて
励起しても比較的高利得を得ることができた。
【０００８】また、前記検討の中でコアガラスにYbもド
ープすると更に利得が若干改善されることを実験的に見
いだした。これはYbの電子構造がPrとNdの中間であるた
め、NdからPrへのエネルギー伝達がより効率よく行われ
るためと考えられる。
ープすると更に利得が若干改善されることを実験的に見
いだした。これはYbの電子構造がPrとNdの中間であるた
め、NdからPrへのエネルギー伝達がより効率よく行われ
るためと考えられる。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の実施例１を詳細に説明する。
2000ppmのPrと 4000ppmのNdをドープした ZBLAN系ガラ
スを溶解し鋳型に鋳込むことにより、外径 8mmのコア用
ロッドを作製した。このロッドをアルゴンガス中で、延
伸して外径 3mmのコア用ロッドを得た。また屈折率を調
節するためにHfを所定量ドープした ZBLAN系ガラスを溶
解し回転する鋳型に鋳込むことにより外径15mm、内径
3.5mmのクラッド用のパイプを得た。このパイプに前記
コア用ロッドを挿入し、この状態で両者をアルゴンガス
中で約 300℃に加熱し一体化した後に更に延伸すること
を繰り返してシングルモード型光導波路用プリフォーム
を作製した。このプリフォームを線引し、ファイバ型の
シングルモード型光導波路を得た。このフッ化物ガラス
光導波路のコア径は 3μｍ、クラッド径は 125μｍ、カ
ットオフ波長は1.22μｍであった。
2000ppmのPrと 4000ppmのNdをドープした ZBLAN系ガラ
スを溶解し鋳型に鋳込むことにより、外径 8mmのコア用
ロッドを作製した。このロッドをアルゴンガス中で、延
伸して外径 3mmのコア用ロッドを得た。また屈折率を調
節するためにHfを所定量ドープした ZBLAN系ガラスを溶
解し回転する鋳型に鋳込むことにより外径15mm、内径
3.5mmのクラッド用のパイプを得た。このパイプに前記
コア用ロッドを挿入し、この状態で両者をアルゴンガス
中で約 300℃に加熱し一体化した後に更に延伸すること
を繰り返してシングルモード型光導波路用プリフォーム
を作製した。このプリフォームを線引し、ファイバ型の
シングルモード型光導波路を得た。このフッ化物ガラス
光導波路のコア径は 3μｍ、クラッド径は 125μｍ、カ
ットオフ波長は1.22μｍであった。
【００１０】この光導波路の光増幅特性を調べるため、
図１に示す測定装置を用いた。チタンサファイアレーザ
１からの励起光 (波長約1.02μｍ) と半導体レーザ２か
らの励起光 (波長 0.8μｍ) をレンズ３ａ、３ｂを介し
てシングルモードのダミーファイバ８ａ、８ｂにそれぞ
れ入射し、両者をカップラー５ａを用いて合波せしめ
る。更に半導体レーザ４から 1.3μｍの信号光をダミー
ファイバ８ｃに入射し、これらをカップラー５ｂを用い
て合波させた。この光をレンズ３ｃを用いて前述した手
順で作成した本発明の ZBLAN系光導波路に入射し、スペ
クトルアナライザ７で増幅量を測定した。その結果、表
１に示すように波長1.3μｍで25dBの利得が得られた。
図１に示す測定装置を用いた。チタンサファイアレーザ
１からの励起光 (波長約1.02μｍ) と半導体レーザ２か
らの励起光 (波長 0.8μｍ) をレンズ３ａ、３ｂを介し
てシングルモードのダミーファイバ８ａ、８ｂにそれぞ
れ入射し、両者をカップラー５ａを用いて合波せしめ
る。更に半導体レーザ４から 1.3μｍの信号光をダミー
ファイバ８ｃに入射し、これらをカップラー５ｂを用い
て合波させた。この光をレンズ３ｃを用いて前述した手
順で作成した本発明の ZBLAN系光導波路に入射し、スペ
クトルアナライザ７で増幅量を測定した。その結果、表
１に示すように波長1.3μｍで25dBの利得が得られた。
【００１１】また、実施例２として、コア用ガラスとし
て 2000ppmのYb、 2000ppmのPrおよび 4000ppmのNdをド
ープした ZBLAN系ガラスを用いて、前記実施例１とほぼ
同一手順で光導波路を作製し、その光増幅特性を調べた
ところ、表１に示すように波長 1.3μｍで28dBの利得が
得られた。
て 2000ppmのYb、 2000ppmのPrおよび 4000ppmのNdをド
ープした ZBLAN系ガラスを用いて、前記実施例１とほぼ
同一手順で光導波路を作製し、その光増幅特性を調べた
ところ、表１に示すように波長 1.3μｍで28dBの利得が
得られた。
【００１２】比較例として、コア用ガラスとして、Ndや
Ybはドープせず、 2000ppmのPrのみをドープした ZBLAN
系ガラスを用いて、前記各実施例とほぼ同一手順にて、
光導波路を作製し、その光増幅特性を調べたところ、表
１に示すように波長1.3μｍで12dBの利得しか得られな
かった。
Ybはドープせず、 2000ppmのPrのみをドープした ZBLAN
系ガラスを用いて、前記各実施例とほぼ同一手順にて、
光導波路を作製し、その光増幅特性を調べたところ、表
１に示すように波長1.3μｍで12dBの利得しか得られな
かった。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、 ZBLAN系ガラスから成
るフッ化物ガラス光導波路のコアガラス中にPrに加えN
d、更にはYbを含有せしめたことにより、1.02μｍ以外
の出力波長を有する汎用の低出力の半導体レーザによる
励起で 1.3μｍでの高利得な光増幅が可能なフッ化物ガ
ラス光導波路を得ることができる。
るフッ化物ガラス光導波路のコアガラス中にPrに加えN
d、更にはYbを含有せしめたことにより、1.02μｍ以外
の出力波長を有する汎用の低出力の半導体レーザによる
励起で 1.3μｍでの高利得な光増幅が可能なフッ化物ガ
ラス光導波路を得ることができる。
【図１】増幅特性評価装置の模式図。
１ チタンサファイアレーザ ２ 半導体レーザ ３ レンズ ４ 半導体レーザ ５ カップラー ６ ZBLAN 系ファイバ ７ スペクトルアナライザ ８ ダミーファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/07 8934−4Ｍ
Claims (2)
- 【請求項１】 コアガラスまたはクラッドガラスが主と
して ZrF4 -BaF2 -LaF3 -AlF3 -NaF (ZBLAN)系のフッ化
物ガラスからなり、少なくとも前記コアガラス中にプラ
セオジウム (Pr) を含有するフッ化物ガラス光導波路に
おいて、少なくとも前記コアガラス中にネオジウム (N
d) も含有されることを特徴とするフッ化物ガラス光導
波路。 - 【請求項２】 コアガラス中にイッテルビウム (Yb) も
含有されることを特徴とする請求項１記載のフッ化物ガ
ラス光導波路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4176951A JPH0621560A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | フッ化物ガラス光導波路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4176951A JPH0621560A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | フッ化物ガラス光導波路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0621560A true JPH0621560A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=16022579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4176951A Pending JPH0621560A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | フッ化物ガラス光導波路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0621560A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112028480A (zh) * | 2020-09-09 | 2020-12-04 | 哈尔滨工程大学 | 一种宽带3.5微米发光的镨镱共掺氟铝玻璃的制备方法 |
-
1992
- 1992-07-03 JP JP4176951A patent/JPH0621560A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112028480A (zh) * | 2020-09-09 | 2020-12-04 | 哈尔滨工程大学 | 一种宽带3.5微米发光的镨镱共掺氟铝玻璃的制备方法 |
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