JPH0621561A - 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
- JPH0621561A JPH0621561A JP4176952A JP17695292A JPH0621561A JP H0621561 A JPH0621561 A JP H0621561A JP 4176952 A JP4176952 A JP 4176952A JP 17695292 A JP17695292 A JP 17695292A JP H0621561 A JPH0621561 A JP H0621561A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- glass
- zblan
- refractive index
- 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 Integrated Circuits (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 Prを 2000ppm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作製した、外径 8mmのコア
部用ロッドの表面を研磨し、不活性ガス中、具体的には
窒素ガス中で加熱することにより外径 500μｍのコア部
用ロッドを作製した。またクラッド部用ガラスとしては
外径32mm、内径 1.0mmのテトラフルオロエチレン−ヘキ
サフルオロプロピレン共重合体のパイプを用いた。コア
部をクラッド部に挿入し、この状態で両者を真空中で一
体化し、プリフォームをなし、これを線引してファイバ
型のシングルモード光導波路を得た。 【効果】 ZBLAN系ガラスにPrを加えたコアガラスから
成るフッ化物光導波路のクラッド部にフッ素系樹脂を用
いたことにより、クラックを生じにくく、しかも比屈折
率差Δの大きな光導波路を得ることができる。
解し鋳型に鋳込むことにより作製した、外径 8mmのコア
部用ロッドの表面を研磨し、不活性ガス中、具体的には
窒素ガス中で加熱することにより外径 500μｍのコア部
用ロッドを作製した。またクラッド部用ガラスとしては
外径32mm、内径 1.0mmのテトラフルオロエチレン−ヘキ
サフルオロプロピレン共重合体のパイプを用いた。コア
部をクラッド部に挿入し、この状態で両者を真空中で一
体化し、プリフォームをなし、これを線引してファイバ
型のシングルモード光導波路を得た。 【効果】 ZBLAN系ガラスにPrを加えたコアガラスから
成るフッ化物光導波路のクラッド部にフッ素系樹脂を用
いたことにより、クラックを生じにくく、しかも比屈折
率差Δの大きな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】しかしながら、Pr、具体的には例えば PrF
3 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利得が低い、という
問題が生じている。これはPrが1.02μｍの励起光を効率
よく吸収しないことが原因である。具体的には 1.3μｍ
で約10dBの利得を得るために、波長が1.02μｍで 500〜
900mWという高出力の励起光をコア部に入れる必要があ
る。このために現在は光導波路のコア部の径を小さく
し、励起光をレンズ等を用いてこのコア部に集中的に入
れることが行われている。このように小さいコア径で、
所定のシングルモード条件を維持するためにはコア部と
クラッド部の比屈折率差Δを2%以上とすることが望まれ
ている。
3 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利得が低い、という
問題が生じている。これはPrが1.02μｍの励起光を効率
よく吸収しないことが原因である。具体的には 1.3μｍ
で約10dBの利得を得るために、波長が1.02μｍで 500〜
900mWという高出力の励起光をコア部に入れる必要があ
る。このために現在は光導波路のコア部の径を小さく
し、励起光をレンズ等を用いてこのコア部に集中的に入
れることが行われている。このように小さいコア径で、
所定のシングルモード条件を維持するためにはコア部と
クラッド部の比屈折率差Δを2%以上とすることが望まれ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、比屈折
率差Δを大きくするためにはコア部用の ZBLAN系ガラス
に多量の鉛(Pb)をドープし、クラッド部用の ZBLAN系ガ
ラスに多量のハフニウム(Hf)をドープしなければならな
いが、この場合には、双方のガラスの熱膨張係数が大き
く異なってしまい、熱処理中にプリフォームが割れる
（クラックが発生する）という問題が生じることがわか
っている。
率差Δを大きくするためにはコア部用の ZBLAN系ガラス
に多量の鉛(Pb)をドープし、クラッド部用の ZBLAN系ガ
ラスに多量のハフニウム(Hf)をドープしなければならな
いが、この場合には、双方のガラスの熱膨張係数が大き
く異なってしまい、熱処理中にプリフォームが割れる
（クラックが発生する）という問題が生じることがわか
っている。
【０００５】
【目的】本発明の目的は、コア部とクラッド部の比屈折
率差Δを大きく取れ、しかもプリフォーム作製中にクラ
ックが生じない、光増幅用フッ化物ガラス光導波路を提
供することにある。
率差Δを大きく取れ、しかもプリフォーム作製中にクラ
ックが生じない、光増幅用フッ化物ガラス光導波路を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、 ZBLAN系のフ
ッ化物ガラスを主成分とし、これにPrを含せしめたコア
部を有するフッ化物ガラス光導波路において、クラッド
部をフッ素系樹脂にて形成したことを特徴とする。
ッ化物ガラスを主成分とし、これにPrを含せしめたコア
部を有するフッ化物ガラス光導波路において、クラッド
部をフッ素系樹脂にて形成したことを特徴とする。
【０００７】
【作用】これを見いだすに至った技術的背景を以下に述
べる。 比屈折率差Δを大きくしようと、ClやMg等の種々のド
ーパントをコア部用、クラッド部用それぞれの ZBLAN系
ガラスにドープし、熱膨張係数の差を少なくすることを
検討したが、Δを大きくし、かつクラックを完全に防止
することはできなかった。 光導波路が光増幅用として数ｍから20ｍ程度の長さで
使われる場合には、比較的伝送損失が大きくてもよいこ
とからプラスチックをクラッド部形成用材料として用い
ることを考えた。しかし、 ZBLAN系ガラスの軟化点は約
300℃であるのに対して通常のプラスチックは約 200℃
以下で軟化するため、プリフォームは作製できても線引
が難しいことが予想された。 そこで種々のプラスチックを検討した結果、後述する実
施例に示すようにフッ素系樹脂をクラッド部に用いるこ
とが望ましいという結論を得た。理由は軟化点が ZBLAN
系ガラスのそれに近いため線引が容易であり、かつΔの
大きい光増幅用光導波路が得られるからである。尚、以
下の実施例ではテトラフルオロエチレン系樹脂を用いて
いるが、他のフッ素系樹脂を用いても同様の効果が見ら
れた。
べる。 比屈折率差Δを大きくしようと、ClやMg等の種々のド
ーパントをコア部用、クラッド部用それぞれの ZBLAN系
ガラスにドープし、熱膨張係数の差を少なくすることを
検討したが、Δを大きくし、かつクラックを完全に防止
することはできなかった。 光導波路が光増幅用として数ｍから20ｍ程度の長さで
使われる場合には、比較的伝送損失が大きくてもよいこ
とからプラスチックをクラッド部形成用材料として用い
ることを考えた。しかし、 ZBLAN系ガラスの軟化点は約
300℃であるのに対して通常のプラスチックは約 200℃
以下で軟化するため、プリフォームは作製できても線引
が難しいことが予想された。 そこで種々のプラスチックを検討した結果、後述する実
施例に示すようにフッ素系樹脂をクラッド部に用いるこ
とが望ましいという結論を得た。理由は軟化点が ZBLAN
系ガラスのそれに近いため線引が容易であり、かつΔの
大きい光増幅用光導波路が得られるからである。尚、以
下の実施例ではテトラフルオロエチレン系樹脂を用いて
いるが、他のフッ素系樹脂を用いても同様の効果が見ら
れた。
【０００８】
【実施例】以下本発明の実施例を詳細に説明する。コア
部用ガラスとしてPrを 2000ppm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のコア部
用ロッドを作製した。この表面を研磨し不活性ガス中、
具体的には窒素ガス中で加熱することにより、外径 500
μｍのコア部用ロッドを作製した。またクラッド部用ガ
ラスとしては外径32mm、内径 1.0mmのテトラフルオロエ
チレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体のパイプを
用いた。コア部をクラッド部に挿入し、この状態で両者
を真空中で約 150℃に加熱し、クラッド用パイプを軟化
させて一体化し、プリフォームとなし、これを線引する
ことによりファイバ型のシングルモード光導波路を得
た。この光導波路はコア部の径が 2μｍで比屈折率差Δ
が4%であった。また、伝送損失を測定したところ波長
1.3μｍで 1dB/mであった。
部用ガラスとしてPrを 2000ppm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のコア部
用ロッドを作製した。この表面を研磨し不活性ガス中、
具体的には窒素ガス中で加熱することにより、外径 500
μｍのコア部用ロッドを作製した。またクラッド部用ガ
ラスとしては外径32mm、内径 1.0mmのテトラフルオロエ
チレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体のパイプを
用いた。コア部をクラッド部に挿入し、この状態で両者
を真空中で約 150℃に加熱し、クラッド用パイプを軟化
させて一体化し、プリフォームとなし、これを線引する
ことによりファイバ型のシングルモード光導波路を得
た。この光導波路はコア部の径が 2μｍで比屈折率差Δ
が4%であった。また、伝送損失を測定したところ波長
1.3μｍで 1dB/mであった。
【０００９】この光導波路の光増幅特性を調べるため第
１図に示す装置を用いた。チタンサファイアレーザ１か
らの励起光 (波長約1.02μｍ) をレンズ２ａを介してシ
ングルモードのダミーファイバ７ａに入射し、他方に半
導体レーザ３から波長 1.3μｍの信号光をダミーファイ
バ７ｂに入射して、これらをカップラー４を用いて合波
させた。この光をレンズ２ｂを用いて本発明の光導波
路、すなわちファイバ５に入射し、スペクトルアナライ
ザ６で測定した。その結果、表１に示すように波長 1.3
μｍで15dBの利得が得られた。
１図に示す装置を用いた。チタンサファイアレーザ１か
らの励起光 (波長約1.02μｍ) をレンズ２ａを介してシ
ングルモードのダミーファイバ７ａに入射し、他方に半
導体レーザ３から波長 1.3μｍの信号光をダミーファイ
バ７ｂに入射して、これらをカップラー４を用いて合波
させた。この光をレンズ２ｂを用いて本発明の光導波
路、すなわちファイバ５に入射し、スペクトルアナライ
ザ６で測定した。その結果、表１に示すように波長 1.3
μｍで15dBの利得が得られた。
【００１０】
【表１】
【００１１】比較例として、実施例と同様に、外径 8mm
で 2000ppmのPrと 8mol%のPbをドープした ZBLAN系ロッ
ドを作製し、延伸して外径 3mmのコア部用ロッドを得
た。また屈折率を調節するためにHfを50mol%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15
mmのロッドを作製し、これに超音波ドリルで穴開け加工
することによってクラッド部用パイプを得た。このパイ
プに前記ロッドを挿入した状態で両者を約 300℃に加熱
して一体化した後に、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の作製を試み
た。しかしながら、表２に示すように、ロッドとパイプ
を一体化した後にクラックが生じる確率が高く、クラッ
クのないプリフォームを得ることは極めて難しかった。
ようやくクラックのないプリフォームを１本得たので、
これを線引し、外径 125μｍ、コア径3μｍ、比屈折率
差Δ3%のファイバ型の光導波路を得た。この光導波路の
光増幅特性を調べたところ、表１に示すように波長 1.3
μｍでの利得は11dBであった。
で 2000ppmのPrと 8mol%のPbをドープした ZBLAN系ロッ
ドを作製し、延伸して外径 3mmのコア部用ロッドを得
た。また屈折率を調節するためにHfを50mol%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15
mmのロッドを作製し、これに超音波ドリルで穴開け加工
することによってクラッド部用パイプを得た。このパイ
プに前記ロッドを挿入した状態で両者を約 300℃に加熱
して一体化した後に、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の作製を試み
た。しかしながら、表２に示すように、ロッドとパイプ
を一体化した後にクラックが生じる確率が高く、クラッ
クのないプリフォームを得ることは極めて難しかった。
ようやくクラックのないプリフォームを１本得たので、
これを線引し、外径 125μｍ、コア径3μｍ、比屈折率
差Δ3%のファイバ型の光導波路を得た。この光導波路の
光増幅特性を調べたところ、表１に示すように波長 1.3
μｍでの利得は11dBであった。
【００１２】
【表２】
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、 ZBLAN系ガラスにPrを
加えたコアガラスから成るフッ化物光導波路のクラッド
部にフッ素系樹脂を用いたことにより、クラックを生じ
にくくしかも比屈折率差Δの大きな光導波路を得ること
ができる。
加えたコアガラスから成るフッ化物光導波路のクラッド
部にフッ素系樹脂を用いたことにより、クラックを生じ
にくくしかも比屈折率差Δの大きな光導波路を得ること
ができる。
【図１】光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 レンズ ３ 半導体レーザ ４ カップラー ５ ファイバ ６ スペクトルアナライザ ７ 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 (1)
- 【請求項１】 ZrF4 -BaF2 -LaF3 -AlF3 -NaF (ZBLAN)
系のフッ化物ガラスを主成分とし、これにプラセオジウ
ム (Pr) を含有せしめたコア部を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のクラッ
ド部がフッ素系樹脂から成ることを特徴とするフッ化物
ガラス光導波路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4176952A JPH0621561A (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 |
|---|---|---|---|
| JP4176952A JPH0621561A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | フッ化物ガラス光導波路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0621561A true JPH0621561A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=16022597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4176952A Pending JPH0621561A (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) | JPH0621561A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102617040A (zh) * | 2010-12-10 | 2012-08-01 | 肖特公司 | 加入感兴趣的材料的玻璃光波导以及制造该光波导的方法 |
-
1992
- 1992-07-03 JP JP4176952A patent/JPH0621561A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102617040A (zh) * | 2010-12-10 | 2012-08-01 | 肖特公司 | 加入感兴趣的材料的玻璃光波导以及制造该光波导的方法 |
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