JPH07109920B2 - エルビウムがドープされた光ファイバーを有する通信システム - Google Patents
エルビウムがドープされた光ファイバーを有する通信システムInfo
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- JPH07109920B2 JPH07109920B2 JP3205577A JP20557791A JPH07109920B2 JP H07109920 B2 JPH07109920 B2 JP H07109920B2 JP 3205577 A JP3205577 A JP 3205577A JP 20557791 A JP20557791 A JP 20557791A JP H07109920 B2 JPH07109920 B2 JP H07109920B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバー増幅器を
有するシステム、例えば光ファイバー通信システムに関
する。なお、本発明に関わる上記光ファイバーはＳｉＯ
2系のエルビウム（Ｅｒ）がドープされた光ファイバー
である。
有するシステム、例えば光ファイバー通信システムに関
する。なお、本発明に関わる上記光ファイバーはＳｉＯ
2系のエルビウム（Ｅｒ）がドープされた光ファイバー
である。
【０００２】
【従来の技術】希土類元素イオンがドープされたグラス
・ファイバーはレーザ光媒体として使用することができ
ることは以前から周知である。しかし、そのようなファ
イバーを光ファイバー通信システムの増幅媒体として使
用する可能性が真剣に捜し求められ始めたのはほんの最
近のことである。現在、最大の関心はＥｒ3+イオンを有
する光ファイバーに向けられている。可能な励起波長
（λP）のなかには、０．８〜１．０μｍの範囲の励起
波長（例えば０．９８μｍ）及び約１．５μｍ（例えば
１．４８μｍ）の予期された信号輻射波長（λS）に比
較的に近い（但し、それより低い）励起波長が有る。
・ファイバーはレーザ光媒体として使用することができ
ることは以前から周知である。しかし、そのようなファ
イバーを光ファイバー通信システムの増幅媒体として使
用する可能性が真剣に捜し求められ始めたのはほんの最
近のことである。現在、最大の関心はＥｒ3+イオンを有
する光ファイバーに向けられている。可能な励起波長
（λP）のなかには、０．８〜１．０μｍの範囲の励起
波長（例えば０．９８μｍ）及び約１．５μｍ（例えば
１．４８μｍ）の予期された信号輻射波長（λS）に比
較的に近い（但し、それより低い）励起波長が有る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】Ｅｒドープ光ファイバ
ー増幅器（ＥＤＦＡ）内で光信号が増幅される原理は当
業者に周知である。例えば、「アプライド・オプティッ
クス」誌、１９８８年１２月号、巻２７（２３）、４８
３１〜４８３６頁に掲載されているジェイ・アール・ア
ーミティジ氏の論文を参照することができる。しかし商
業的利用の為に、営利上の利益のために、光ファイバー
の構造は何らかの望ましい特性を持つことが見出だされ
なけれならない。これらの特性の中で代表的なものは、
高効率、低ノイズ、低損失、適切な機械的特性（例え
ば、強度）である。
ー増幅器（ＥＤＦＡ）内で光信号が増幅される原理は当
業者に周知である。例えば、「アプライド・オプティッ
クス」誌、１９８８年１２月号、巻２７（２３）、４８
３１〜４８３６頁に掲載されているジェイ・アール・ア
ーミティジ氏の論文を参照することができる。しかし商
業的利用の為に、営利上の利益のために、光ファイバー
の構造は何らかの望ましい特性を持つことが見出だされ
なけれならない。これらの特性の中で代表的なものは、
高効率、低ノイズ、低損失、適切な機械的特性（例え
ば、強度）である。
【０００４】幾つかの設計規準がこの分野の技術者に周
知である。例えば、ジェイ・アール・アーミティジ氏
（前掲）は ｉ）基本励起モード（ＬＰ01）は前記Ｅｒドープ光ファ
イバー増幅器を励起する最適モードであること、及び ii）好ましいドーパント（例えばＥｒ3+）のプロフィー
ルはそのドー パントのイオンが丁度光ファイバー・
コアの中心領域に閉じ込められるもの であること、
を教示している。
知である。例えば、ジェイ・アール・アーミティジ氏
（前掲）は ｉ）基本励起モード（ＬＰ01）は前記Ｅｒドープ光ファ
イバー増幅器を励起する最適モードであること、及び ii）好ましいドーパント（例えばＥｒ3+）のプロフィー
ルはそのドー パントのイオンが丁度光ファイバー・
コアの中心領域に閉じ込められるもの であること、
を教示している。
【０００５】前掲の著者はまた、所定の形状を持つＥｒ
プロフィールに対しては最大の増幅度を得るためのコア
寸法が存在することを述べている。一般的には、最適コ
アは励起モードと信号輻射モードとの間に最大の重複を
もたらす。有効径ａと有効比屈折率差Δｎ（後で定義さ
れる）とを有し、励起波長λPで約３の規格化周波数が
得られるコアが高利得のＥｒドープ光ファイバー増幅器
で使用するために最適であると言われていた。
プロフィールに対しては最大の増幅度を得るためのコア
寸法が存在することを述べている。一般的には、最適コ
アは励起モードと信号輻射モードとの間に最大の重複を
もたらす。有効径ａと有効比屈折率差Δｎ（後で定義さ
れる）とを有し、励起波長λPで約３の規格化周波数が
得られるコアが高利得のＥｒドープ光ファイバー増幅器
で使用するために最適であると言われていた。
【０００６】しかし、例え少なくとも幾つかの設計規準
が周知であるとしても、実際の光ファイバー増幅器の設
計では、しばしば兼ね合いが必要である。例えば、実際
には規準の全てに合致する光ファイバーを作り出すこと
は可能なことではない。ジェイ・アール・アーミティジ
氏（前掲）は「ドーパントのプロフィールの制御は、実
際には特に小さいコア寸法に対しては光ファイバーの製
造工程中にドーパントが拡散する問題が有るため、困難
となる。従って、このことによって最適条件の実際の光
ファイバーを作り出すことが可能となることに実際的制
約が課せられることとなろう。」と述べている。
が周知であるとしても、実際の光ファイバー増幅器の設
計では、しばしば兼ね合いが必要である。例えば、実際
には規準の全てに合致する光ファイバーを作り出すこと
は可能なことではない。ジェイ・アール・アーミティジ
氏（前掲）は「ドーパントのプロフィールの制御は、実
際には特に小さいコア寸法に対しては光ファイバーの製
造工程中にドーパントが拡散する問題が有るため、困難
となる。従って、このことによって最適条件の実際の光
ファイバーを作り出すことが可能となることに実際的制
約が課せられることとなろう。」と述べている。
【０００７】Ａｌ2Ｏ3−ＧｅＯ2−ＳｉＯ2の成分構成を
持つコアを有するＳｉＯ2系光ファイバーが、高い効率
の増幅作用に寄与すると考えられるＡｌ（アルミニュー
ム）がその中に存在することにより、Ｅｒドープ光ファ
イバー増幅器に対する増幅ファイバーとして使用するこ
とができる利点があることが知られている。
持つコアを有するＳｉＯ2系光ファイバーが、高い効率
の増幅作用に寄与すると考えられるＡｌ（アルミニュー
ム）がその中に存在することにより、Ｅｒドープ光ファ
イバー増幅器に対する増幅ファイバーとして使用するこ
とができる利点があることが知られている。
【０００８】ビー・ジェイ・エインズリ（Ｂ．Ｊ．Ａｉ
ｎｓｌｉｅ）らの米国特許、第４，９２３，２７９を参
照すると、この特許には０．０１の比屈折率差と全体の
径が４μｍのコアとを持つ相対的シリカ系Ｅｒドープ光
ファイバー増幅器が開示されている。このコアはやはり
Ｓｉ（シリコン）、Ｐ（燐）、Ａｌを含む１．５μｍ径
のＥｒがドープされた内側コア領域と、Ｓｉ、Ｇｅ（ゲ
ルマニューム）、Ｐを含む外側領域とを有している。こ
の光ファイバーの堆積クラッドはＳｉ、Ｐ、Ｆ（フッ
素）を含み、Ｐ及びＦの濃度はその材料が純粋な溶融シ
リカと同じ屈折率を持つように選択されている。そのＡ
ｌ及びＥｒの分布は同一の広がりを有している。この光
ファイバーは比較的に短い励起波長λP（５２８．７ｎ
ｍ）に設計されていて、この励起波長λPではシングル
・モードの光ファイバーではない。
ｎｓｌｉｅ）らの米国特許、第４，９２３，２７９を参
照すると、この特許には０．０１の比屈折率差と全体の
径が４μｍのコアとを持つ相対的シリカ系Ｅｒドープ光
ファイバー増幅器が開示されている。このコアはやはり
Ｓｉ（シリコン）、Ｐ（燐）、Ａｌを含む１．５μｍ径
のＥｒがドープされた内側コア領域と、Ｓｉ、Ｇｅ（ゲ
ルマニューム）、Ｐを含む外側領域とを有している。こ
の光ファイバーの堆積クラッドはＳｉ、Ｐ、Ｆ（フッ
素）を含み、Ｐ及びＦの濃度はその材料が純粋な溶融シ
リカと同じ屈折率を持つように選択されている。そのＡ
ｌ及びＥｒの分布は同一の広がりを有している。この光
ファイバーは比較的に短い励起波長λP（５２８．７ｎ
ｍ）に設計されていて、この励起波長λPではシングル
・モードの光ファイバーではない。
【０００９】Ｅｒドープ光ファイバー増幅器に関して一
般的な設計定石が幾つか知られているが、従来技術には
高効率で低い増幅しきい値を持つ低ノイズ光ファイバー
の構造はない。これらの特性が一般的に重要であり、特
にそれらが遠隔的に励起するＥｒドープ光ファイバー増
幅器に対して重要であることを鑑みると、そのような有
効な構造、特に生産性が良い構造を持つことが強く要望
されている。更に、以前には得られなかったパラメータ
値を得ることができる光ファイバーを製造する有効な方
法を持つことが強く要望されている。本出願はそのよう
な構造と方法を開示することを目的とする。
般的な設計定石が幾つか知られているが、従来技術には
高効率で低い増幅しきい値を持つ低ノイズ光ファイバー
の構造はない。これらの特性が一般的に重要であり、特
にそれらが遠隔的に励起するＥｒドープ光ファイバー増
幅器に対して重要であることを鑑みると、そのような有
効な構造、特に生産性が良い構造を持つことが強く要望
されている。更に、以前には得られなかったパラメータ
値を得ることができる光ファイバーを製造する有効な方
法を持つことが強く要望されている。本出願はそのよう
な構造と方法を開示することを目的とする。
【００１０】用語解説及び定義「光ファイバー」は、所
定波長の電磁輻射を長さ方向に導くように形成された細
長い構造体である。この光ファイバーは、比較的高い屈
折率の中心領域（コア）とこの領域を接した状態で取り
囲んでいる比較的に低い屈折率の領域（クラッド）とを
有している。
定波長の電磁輻射を長さ方向に導くように形成された細
長い構造体である。この光ファイバーは、比較的高い屈
折率の中心領域（コア）とこの領域を接した状態で取り
囲んでいる比較的に低い屈折率の領域（クラッド）とを
有している。
【００１１】「シングル・モード」光ファイバーは、シ
ングル・モードの所定波長を持つ輻射のみを低損失で伝
送するように設計された光ファイバーである。もちろ
ん、或る波長でシングル・モードで動作する光ファイバ
ーが他の（短い）波長ではシングル・モード光ファイバ
ーとして動作することはできない。
ングル・モードの所定波長を持つ輻射のみを低損失で伝
送するように設計された光ファイバーである。もちろ
ん、或る波長でシングル・モードで動作する光ファイバ
ーが他の（短い）波長ではシングル・モード光ファイバ
ーとして動作することはできない。
【００１２】本明細書において「気相成長処理」は、Ｓ
ｉＯ2系反応生成物が基体上に堆積されるように、混合
前駆ガス（例えば、ＳｉＣｌ4とＯ2、またはＳｉＣ
ｌ4、ＧｅＣｌ4とＯ2）を反応させる処理である。
ｉＯ2系反応生成物が基体上に堆積されるように、混合
前駆ガス（例えば、ＳｉＣｌ4とＯ2、またはＳｉＣ
ｌ4、ＧｅＣｌ4とＯ2）を反応させる処理である。
【００１３】本明細書において「内付け」気相成長処理
は、前駆ガスを「基体」管（一般的にはＳｉＯ2管）の
中で反応させて、反応生成物を基体管の内壁に堆積させ
る処理であり、ＭＣＶＤ（改良化学気相成長法）は内付
け気相成長処理の例である。
は、前駆ガスを「基体」管（一般的にはＳｉＯ2管）の
中で反応させて、反応生成物を基体管の内壁に堆積させ
る処理であり、ＭＣＶＤ（改良化学気相成長法）は内付
け気相成長処理の例である。
【００１４】本明細書において「プリフォーム」は、径
方向に変化する屈折率を持つ、一般的には円形断面のシ
リカ系の細長いガラス体であり、光ファイバーを製造す
る中間生成物である。従って、本明細書においてシリカ
基体は径方向に変化する屈折率を持っていないから「プ
リフォーム」ではない。他方、クラッド材料及び少なく
とも何らかのコア材料が堆積されている内面（堆積クラ
ッド）を持つ基体管が本明細書における「プリフォー
ム」であると考えられる。
方向に変化する屈折率を持つ、一般的には円形断面のシ
リカ系の細長いガラス体であり、光ファイバーを製造す
る中間生成物である。従って、本明細書においてシリカ
基体は径方向に変化する屈折率を持っていないから「プ
リフォーム」ではない。他方、クラッド材料及び少なく
とも何らかのコア材料が堆積されている内面（堆積クラ
ッド）を持つ基体管が本明細書における「プリフォー
ム」であると考えられる。
【００１５】本明細書において所定の単一モード光ファ
イバーの「有効」コア径ａ及び「有効」比屈折率差Δｎ
は、径ａと「差」Δｎ＝ｎC−ｎC1（但し、ｎCは（屈折
率階段型）光ファイバーのコアの屈折率、ｎC1はコアを
直接包囲するクラッド領域の屈折率）の理想の屈折率階
段型プロフィールを有する点でのみこの所定の光ファイ
バーと相違する光ファイバーのコア径及び比屈折率差で
ある。所定の屈折率プロフィールに対するコア径ａ及び
比屈折率差Δｎの決定方法は当業者に周知である。例え
ば、米国特許第４，６９９，４６４を参照されたい。
イバーの「有効」コア径ａ及び「有効」比屈折率差Δｎ
は、径ａと「差」Δｎ＝ｎC−ｎC1（但し、ｎCは（屈折
率階段型）光ファイバーのコアの屈折率、ｎC1はコアを
直接包囲するクラッド領域の屈折率）の理想の屈折率階
段型プロフィールを有する点でのみこの所定の光ファイ
バーと相違する光ファイバーのコア径及び比屈折率差で
ある。所定の屈折率プロフィールに対するコア径ａ及び
比屈折率差Δｎの決定方法は当業者に周知である。例え
ば、米国特許第４，６９９，４６４を参照されたい。
【００１６】所定の単一モード光ファイバーの所定波長
での「モード領域の径（ｍｏｄｅｆｉｅｌｄ ｄｉａｍ
ｅｔｅｒ」即ちＭＦＤは、その所定波長の伝送輻射強度
がその輻射の最大強度の（１／ｅ）倍である径である。
通常このＭＦＤは「有効」コア径ａとは一致しない。
での「モード領域の径（ｍｏｄｅｆｉｅｌｄ ｄｉａｍ
ｅｔｅｒ」即ちＭＦＤは、その所定波長の伝送輻射強度
がその輻射の最大強度の（１／ｅ）倍である径である。
通常このＭＦＤは「有効」コア径ａとは一致しない。
【００１７】本明細書において、励起輻射の波長は「λ
P」で表わされ、信号輻射の波長は「λS」で表わされて
いる。
P」で表わされ、信号輻射の波長は「λS」で表わされて
いる。
【００１８】本明細書において、光ファイバーの外径は
「Ｄ´」で表わされ、堆積クラッドの外径は「Ｄ」で表
わされている。
「Ｄ´」で表わされ、堆積クラッドの外径は「Ｄ」で表
わされている。
【００１９】本明細書において、所定の光ファイバーの
「増幅しきい値」は、短い光ファイバーでの信号の減衰
がその光ファイバーでの信号の増幅と釣り合う励起強度
である。
「増幅しきい値」は、短い光ファイバーでの信号の減衰
がその光ファイバーでの信号の増幅と釣り合う励起強度
である。
【００２０】波長λでの光ファイバーの規格化周波数
は、（ａｎCπ／λ）（２Δ）1/2とほぼ等しいように決
められる（但し、Δは（Δｎ）／ｎCにほぼ等しい）。
は、（ａｎCπ／λ）（２Δ）1/2とほぼ等しいように決
められる（但し、Δは（Δｎ）／ｎCにほぼ等しい）。
【００２１】「基本モード」、「ＬＰ01」、「カットオ
フ波長（λCO）」の意味は当業者に周知であるので、こ
こでは説明を省略する。
フ波長（λCO）」の意味は当業者に周知であるので、こ
こでは説明を省略する。
【００２２】光ファイバーの所定の化学元素はその元素
の分布に関連が有り、この分布はその元素の最大濃度に
関連が有る。本明細書において、濃度は一般的には存在
する全て陽イオンの総計と比較したモル％によって表さ
れる。例えば、もしＳｉ系光ファイバーのコア中のＡｌ
の分布が特定の半径位置で最大値を持ち、その半径位置
またはその近傍に存在する陽イオンが基本的にＳｉとＡ
ｌのみであれば、Ａｌの分布はその半径の全ての位置で
最大濃度ｘモル％を持つ。但し、ｘ＝１００×（Ａｌの
モル）／（Ｓｉのモル＋Ａｌのモル）。
の分布に関連が有り、この分布はその元素の最大濃度に
関連が有る。本明細書において、濃度は一般的には存在
する全て陽イオンの総計と比較したモル％によって表さ
れる。例えば、もしＳｉ系光ファイバーのコア中のＡｌ
の分布が特定の半径位置で最大値を持ち、その半径位置
またはその近傍に存在する陽イオンが基本的にＳｉとＡ
ｌのみであれば、Ａｌの分布はその半径の全ての位置で
最大濃度ｘモル％を持つ。但し、ｘ＝１００×（Ａｌの
モル）／（Ｓｉのモル＋Ａｌのモル）。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明はＥｒがドープさ
れたシリカ系光ファイバーを有し、この光ファイバーが
比較的に低ノイズ、高効率、低い増幅しきい値を持つよ
うに選択されたパラメータを持ち、特に増幅しきい値が
例えば１．５３μｍの輻射波長λSと１．４８μｍの励
起波長λPに対して３ｍＷ未満である光ファイバー通信
システムに関する。
れたシリカ系光ファイバーを有し、この光ファイバーが
比較的に低ノイズ、高効率、低い増幅しきい値を持つよ
うに選択されたパラメータを持ち、特に増幅しきい値が
例えば１．５３μｍの輻射波長λSと１．４８μｍの励
起波長λPに対して３ｍＷ未満である光ファイバー通信
システムに関する。
【００２４】本発明によるシステムは、第一の位置に有
る信号発生手段をこの第一の位置から離れた第二の位置
に有る信号検出手段に信号を伝達可能に接続する所定長
の光ファイバーを有する。この所定長の光ファイバーは
所定長の伝送ファイバーと所定長のエルビウムがドープ
された増幅ファイバーとを有する。この通信システムは
また励起輻射を発生する手段と励起輻射を代表的には上
記第一の位置と第二の位置との中間位置で前記所定長の
光ファイバーに結合する手段を有する。前記信号発生手
段は輻射波長λS（λS；約１．５μｍ）の信号輻射を発
生するように形成され、前記励起輻射発生手段はλP＜
λSなる励起波長λPの輻射を発生するように形成されて
いる。
る信号発生手段をこの第一の位置から離れた第二の位置
に有る信号検出手段に信号を伝達可能に接続する所定長
の光ファイバーを有する。この所定長の光ファイバーは
所定長の伝送ファイバーと所定長のエルビウムがドープ
された増幅ファイバーとを有する。この通信システムは
また励起輻射を発生する手段と励起輻射を代表的には上
記第一の位置と第二の位置との中間位置で前記所定長の
光ファイバーに結合する手段を有する。前記信号発生手
段は輻射波長λS（λS；約１．５μｍ）の信号輻射を発
生するように形成され、前記励起輻射発生手段はλP＜
λSなる励起波長λPの輻射を発生するように形成されて
いる。
【００２５】前記増幅ファイバーは比較的に高い屈折率
を持つ第一領域（コア）とこの第一領域をこの領域に接
して包囲する比較的に低い屈折率を持つ第二領域（クラ
ッド）とを有する。前記第一領域はＳｉＯ2、Ｇｅ、Ａ
ｌ、Ｅｒを有する。前記増幅ファイバーには有効比屈折
率差Δｎ＞０．０３、３．５μｍ未満の有効径ａ、及び
励起波長λPでのＭＦＤが関連する。更に、前記第一領
域のＡｌの最大濃度は少なくとも６モル％、好ましくは
１０モル％より高く、且つ有効比屈折率差Δｎと有効径
ａは励起波長λPでのＭＦＤが５μｍ未満であり、励起
波長λPでの規格化周波数が１．４〜２．０の範囲に有
り、前記増幅ファイバーが１．４μｍ未満のカットオフ
波長（λC0）を持つように選択される。伝送ファイバー
は従来どおりである。
を持つ第一領域（コア）とこの第一領域をこの領域に接
して包囲する比較的に低い屈折率を持つ第二領域（クラ
ッド）とを有する。前記第一領域はＳｉＯ2、Ｇｅ、Ａ
ｌ、Ｅｒを有する。前記増幅ファイバーには有効比屈折
率差Δｎ＞０．０３、３．５μｍ未満の有効径ａ、及び
励起波長λPでのＭＦＤが関連する。更に、前記第一領
域のＡｌの最大濃度は少なくとも６モル％、好ましくは
１０モル％より高く、且つ有効比屈折率差Δｎと有効径
ａは励起波長λPでのＭＦＤが５μｍ未満であり、励起
波長λPでの規格化周波数が１．４〜２．０の範囲に有
り、前記増幅ファイバーが１．４μｍ未満のカットオフ
波長（λC0）を持つように選択される。伝送ファイバー
は従来どおりである。
【００２６】本発明者は、Ｅｒドープ光ファイバー増幅
器のＥｒがドープされたコア領域にＡｌが存在すること
によって、増幅効率の改善と自然輻射ノイズの発生の低
下が達成できることを発見した。後者は６モル％以上の
Ａｌ濃度に対して顕著な効果が得られ、少なくとも３０
モル％まで、或いは４０モル％でさえ、Ａｌ濃度の増加
に伴なってその効果が増大する。
器のＥｒがドープされたコア領域にＡｌが存在すること
によって、増幅効率の改善と自然輻射ノイズの発生の低
下が達成できることを発見した。後者は６モル％以上の
Ａｌ濃度に対して顕著な効果が得られ、少なくとも３０
モル％まで、或いは４０モル％でさえ、Ａｌ濃度の増加
に伴なってその効果が増大する。
【００２７】また比較的に大きな比屈折率差Δｎを持つ
ことが、Ｅｒドープ光ファイバーに望ましいだけでな
く、付随的に有効コア径ａを一般的に３．５μｍ未満に
低減できることを発見した。有効な増幅を得るためには
また、励起輻射を光ファイバーのコアに集中させること
が必要である。これは、有効コア径ａと比屈折率差Δｎ
とに対する上記した規格化周波数、ＭＦＤ、カットオフ
波長λCOの条件によって確実化される。
ことが、Ｅｒドープ光ファイバーに望ましいだけでな
く、付随的に有効コア径ａを一般的に３．５μｍ未満に
低減できることを発見した。有効な増幅を得るためには
また、励起輻射を光ファイバーのコアに集中させること
が必要である。これは、有効コア径ａと比屈折率差Δｎ
とに対する上記した規格化周波数、ＭＦＤ、カットオフ
波長λCOの条件によって確実化される。
【００２８】コアの各構成成分（例えば、Ｇｅ、Ａｌ、
Ｅｒ）の分布には有効径が関連している。コアの所定の
構成成分の分布の「有効径」は、本明細書においてはそ
の構成成分の濃度がその構成成分の最大濃度の１０％に
低減されたときの径（もし適用可能であれば、二つの径
のうち大きい方の径）の意味を有する。有効径は一般的
に公知の方法で測定することができる。我々はＥｒの最
大分布がコアの中心で生じることは必要ではないことを
発見したが、最も有効な増幅とノイズ低減に対してはＡ
ｌ及びＥｒ3+の分布が実質的にその光ファイバー中に一
緒に存在することが一般的に望ましい。それでも実質的
なＥｒの濃度がその光ファイバーの丁度軸上で存在する
ことは必要ではない。
Ｅｒ）の分布には有効径が関連している。コアの所定の
構成成分の分布の「有効径」は、本明細書においてはそ
の構成成分の濃度がその構成成分の最大濃度の１０％に
低減されたときの径（もし適用可能であれば、二つの径
のうち大きい方の径）の意味を有する。有効径は一般的
に公知の方法で測定することができる。我々はＥｒの最
大分布がコアの中心で生じることは必要ではないことを
発見したが、最も有効な増幅とノイズ低減に対してはＡ
ｌ及びＥｒ3+の分布が実質的にその光ファイバー中に一
緒に存在することが一般的に望ましい。それでも実質的
なＥｒの濃度がその光ファイバーの丁度軸上で存在する
ことは必要ではない。
【００２９】本発明による好ましい光ファイバーでは、
そのＥｒ分布に関連する有効径がＧｅ分布に関連する有
効径未満であり、且つＡｌ分布に関連する有効径が実質
的にＥｒ分布に関連する有効径より大きくない（例え
ば、せいぜいでそのＥｒ分布の有効径の１０％まで）。
そのＥｒ分布に関連する有効径がＧｅ分布に関連する有
効径未満であり、且つＡｌ分布に関連する有効径が実質
的にＥｒ分布に関連する有効径より大きくない（例え
ば、せいぜいでそのＥｒ分布の有効径の１０％まで）。
【００３０】本発明による好ましい光ファイバーでは、
このコア中の Ｅｒの濃度が、１．５３μｍの波長の輻
射に対するこの光ファイバーの減衰が２ｄＢ／ｍより大
きいかまたはそのクラッド領域がＦとＰとを有し、或い
はその双方であるような濃度である。更に、好ましい本
発明システムでは、そのシステム及び光ファイバーの種
々のパラメータが、最大増幅が５０ｍ未満の長さを持つ
増幅ファイバーを用いて達成されるように選択される。
このコア中の Ｅｒの濃度が、１．５３μｍの波長の輻
射に対するこの光ファイバーの減衰が２ｄＢ／ｍより大
きいかまたはそのクラッド領域がＦとＰとを有し、或い
はその双方であるような濃度である。更に、好ましい本
発明システムでは、そのシステム及び光ファイバーの種
々のパラメータが、最大増幅が５０ｍ未満の長さを持つ
増幅ファイバーを用いて達成されるように選択される。
【００３１】本発明によるシステムは、典型的にはＮ個
の或る長さの増幅ファイバーと、複数個の或る長さの伝
送ファイバーとを有し、少なくとも一個の伝送ファイバ
ーが何れか二個の所定の増幅ファイバーの間に有る。こ
の典型例は更にＭ個の励起輻射発生手段を有し、ここで
Ｍ≦Ｎ≧２である。Ｍ＜Ｎなる条件ではこの典型例は当
業者に周知な如く遠隔的に励起されるＥｒドープ光ファ
イバー増幅器部分を有する。
の或る長さの増幅ファイバーと、複数個の或る長さの伝
送ファイバーとを有し、少なくとも一個の伝送ファイバ
ーが何れか二個の所定の増幅ファイバーの間に有る。こ
の典型例は更にＭ個の励起輻射発生手段を有し、ここで
Ｍ≦Ｎ≧２である。Ｍ＜Ｎなる条件ではこの典型例は当
業者に周知な如く遠隔的に励起されるＥｒドープ光ファ
イバー増幅器部分を有する。
【００３２】更に、本発明は、１．５〜１．６μｍの範
囲の波長の輻射に対する増幅ファイバーとして使用する
ために適用されるシリカ系のＥｒドープ光ファイバーの
製造方法である。この本発明の方法によって、一般的に
は従来方法では得られなかったパラメータ値を持つ光フ
ァイバーを生成することが可能である。
囲の波長の輻射に対する増幅ファイバーとして使用する
ために適用されるシリカ系のＥｒドープ光ファイバーの
製造方法である。この本発明の方法によって、一般的に
は従来方法では得られなかったパラメータ値を持つ光フ
ァイバーを生成することが可能である。
【００３３】この方法は、シリカ系の基体管を用意し、
この基体管の内面にガラス質堆積を形成し、ロッド状の
プリフォームが得られるようにその基体管の少なくとも
一部を溶着し、そのプリフォームから光ファイバーを線
引きすることから成る。特に、この方法は前記内面にコ
アの構成材料の一部を有する第一の量のガラス質堆積を
形成することから成る。こうして生成された管状のプリ
フォームの少なくとも一部が、この管状プリフォームの
前記（少なくとも）一部の内径が縮小するように部分的
に溶着される。
この基体管の内面にガラス質堆積を形成し、ロッド状の
プリフォームが得られるようにその基体管の少なくとも
一部を溶着し、そのプリフォームから光ファイバーを線
引きすることから成る。特に、この方法は前記内面にコ
アの構成材料の一部を有する第一の量のガラス質堆積を
形成することから成る。こうして生成された管状のプリ
フォームの少なくとも一部が、この管状プリフォームの
前記（少なくとも）一部の内径が縮小するように部分的
に溶着される。
【００３４】更に、本発明の方法は前記管状プリフォー
ムの部分的に溶着された（少なくとも）一部の内面に、
代表的にはコア材料の残りの部分を有する第二の量のガ
ラス質を形成し、前記管状のプリフォームに部分的に溶
着された前記（少なくとも）一部のうち少なくとも一部
をロッド状のプリフォームが得られるように溶着するこ
とから成る。
ムの部分的に溶着された（少なくとも）一部の内面に、
代表的にはコア材料の残りの部分を有する第二の量のガ
ラス質を形成し、前記管状のプリフォームに部分的に溶
着された前記（少なくとも）一部のうち少なくとも一部
をロッド状のプリフォームが得られるように溶着するこ
とから成る。
【００３５】本発明方法の典型的な実施例では、コアの
前記構成材料の一部にはＳｉ、Ｇｅ、Ｅｒが含まれ、こ
のコアの残りの構成材料にはＳｉ、Ａｌが含まれ、上記
部分的溶着は最終的な溶着が適当な加熱手段（例えば酸
素水素炎トーチ）を長さ方向に一度通すことによって達
成することができるように実行される。
前記構成材料の一部にはＳｉ、Ｇｅ、Ｅｒが含まれ、こ
のコアの残りの構成材料にはＳｉ、Ａｌが含まれ、上記
部分的溶着は最終的な溶着が適当な加熱手段（例えば酸
素水素炎トーチ）を長さ方向に一度通すことによって達
成することができるように実行される。
【００３６】本発明方法の別の実施例は、コア領域の径
が室温に冷えるときに発生するクラックに関連する臨界
値ａC（典型的には、ａCは１ｍｍ）未満に減少するよう
にロッド状のプリフォームの少なくとも一部を線引きす
ることを含む。特に、この方法では、ロッド状プリフォ
ームの少なくとも一部が前記管状プリフォームの溶着が
完了し前記線引きが完了するまでの間に５００℃以下に
冷却されることがないようにすることが必要である。
が室温に冷えるときに発生するクラックに関連する臨界
値ａC（典型的には、ａCは１ｍｍ）未満に減少するよう
にロッド状のプリフォームの少なくとも一部を線引きす
ることを含む。特に、この方法では、ロッド状プリフォ
ームの少なくとも一部が前記管状プリフォームの溶着が
完了し前記線引きが完了するまでの間に５００℃以下に
冷却されることがないようにすることが必要である。
【００３７】
【実施例】図１は、本発明によるＥｒドープ光ファイバ
ー増幅器または本発明によって作成されたＥｒドープ光
ファイバー増幅器、或いはそれらの双方を含むことがで
きる光ファイバー通信システム１０を概略的に示す。
ー増幅器または本発明によって作成されたＥｒドープ光
ファイバー増幅器、或いはそれらの双方を含むことがで
きる光ファイバー通信システム１０を概略的に示す。
【００３８】この通信システム１０は送信機１１及び受
信機１９を有し、それらの間の或る長さの光ファイバー
（この光ファイバーは複数個有り、各々が伝送ファイバ
ー１４と増幅ファイバー１５を有する）を有する。送信
機１１から出力される輻射１３は入力信号１２により変
調されて光ファイバーに入射され、この光ファイバーを
介して伝送され且つ増幅される。出射された輻射１３´
は受信機１９で復調され利用可能な出力信号１２´が得
られる。
信機１９を有し、それらの間の或る長さの光ファイバー
（この光ファイバーは複数個有り、各々が伝送ファイバ
ー１４と増幅ファイバー１５を有する）を有する。送信
機１１から出力される輻射１３は入力信号１２により変
調されて光ファイバーに入射され、この光ファイバーを
介して伝送され且つ増幅される。出射された輻射１３´
は受信機１９で復調され利用可能な出力信号１２´が得
られる。
【００３９】この通信システム１０は更に励起レーザ１
７を有し、その出力輻射が公知な結合手段１６（例えば
方向性カップラー）を使用して上記光ファイバーに入射
される。伝送ファイバー１４と増幅ファイバー１５とを
結合するために公知な結合手段１８を使用することがで
きる。しかし、本発明による好ましいシステムでは、こ
の結合手段１８は同時に出願されている「光ファイバー
増幅器を有する光通信システム」なる標題の特許出願に
開示されている種類のテーパ状スプライサーである。結
合手段１６によって励起輻射は増幅ファイバー１５中を
下流へ進行伝播する。
７を有し、その出力輻射が公知な結合手段１６（例えば
方向性カップラー）を使用して上記光ファイバーに入射
される。伝送ファイバー１４と増幅ファイバー１５とを
結合するために公知な結合手段１８を使用することがで
きる。しかし、本発明による好ましいシステムでは、こ
の結合手段１８は同時に出願されている「光ファイバー
増幅器を有する光通信システム」なる標題の特許出願に
開示されている種類のテーパ状スプライサーである。結
合手段１６によって励起輻射は増幅ファイバー１５中を
下流へ進行伝播する。
【００４０】図１は、励起輻射が信号パルスと共に伝播
し、幾つかのＥｒドープ光ファイバー増幅器部分が遠隔
的に励起される、一方向通信システムを図示しているが
本発明はそれに制約されない。例えば、励起輻射はその
一部が信号パルスと共に伝播し他の部分が逆に伝播する
ように光ファイバーに注入することができる。更に、こ
の通信システムは双方向通信ができるように構成するこ
とができる。結局、幾つかまたは全てのＥｒドープ光フ
ァイバー増幅器部分が遠隔的に励起することができる。
更に別の構成が当業者に認識されるように可能である。
し、幾つかのＥｒドープ光ファイバー増幅器部分が遠隔
的に励起される、一方向通信システムを図示しているが
本発明はそれに制約されない。例えば、励起輻射はその
一部が信号パルスと共に伝播し他の部分が逆に伝播する
ように光ファイバーに注入することができる。更に、こ
の通信システムは双方向通信ができるように構成するこ
とができる。結局、幾つかまたは全てのＥｒドープ光フ
ァイバー増幅器部分が遠隔的に励起することができる。
更に別の構成が当業者に認識されるように可能である。
【００４１】本発明による通信システムの増幅ファイバ
ー１５のうち少なくとも一つは、比較的に低い増幅しき
い値、好ましくは３ｍＷ以下の増幅しきい値を有するＥ
ｒドープ光ファイバー増幅器である。特にその光ファイ
バーは、Δｎ＞０．０３なる比屈折率差Δｎと３．５μ
ｍ未満の有効コア径ａとを有し、比屈折率差Δｎ及び有
効コア径ａは、このＥｒドープ光ファイバーがその励起
輻射（代表的にはλPが約１．４８μｍ）に対してＭＦ
Ｄ＜５μｍなるＭＦＤを有し、このＥｒドープ光ファイ
バーがλCO＜１．４μｍなるカットオフ波長λCOを有
し、このＥｒドープ光ファイバーが励起波長λPに対し
て１．４〜２．０の範囲の規格化周波数を有するように
選択される。更に、このＥｒドープ光ファイバーのコア
中の最大Ａｌ濃度は少なくとも６モル％である。パラメ
ータ値のこのような組み合わせによって従来の光ファイ
バーでは得られなかった有益な特性が得られる。
ー１５のうち少なくとも一つは、比較的に低い増幅しき
い値、好ましくは３ｍＷ以下の増幅しきい値を有するＥ
ｒドープ光ファイバー増幅器である。特にその光ファイ
バーは、Δｎ＞０．０３なる比屈折率差Δｎと３．５μ
ｍ未満の有効コア径ａとを有し、比屈折率差Δｎ及び有
効コア径ａは、このＥｒドープ光ファイバーがその励起
輻射（代表的にはλPが約１．４８μｍ）に対してＭＦ
Ｄ＜５μｍなるＭＦＤを有し、このＥｒドープ光ファイ
バーがλCO＜１．４μｍなるカットオフ波長λCOを有
し、このＥｒドープ光ファイバーが励起波長λPに対し
て１．４〜２．０の範囲の規格化周波数を有するように
選択される。更に、このＥｒドープ光ファイバーのコア
中の最大Ａｌ濃度は少なくとも６モル％である。パラメ
ータ値のこのような組み合わせによって従来の光ファイ
バーでは得られなかった有益な特性が得られる。
【００４２】上記された要件によって示唆されている比
較的に小さい値の有効コア径ａ及び比較的に大きい値の
比屈折率差Δｎによって、信号輻射及び励起輻射の強度
がそのコア領域全体に亘って比較的に大きくなる。カッ
トオフ波長λCOを比較的に小さくし規格化周波数を選択
することによって、信号輻射と励起輻射との間に良好な
重複が確保され、そのうえ更にコア領域への励起輻射の
良好な閉じ込めが確保される。
較的に小さい値の有効コア径ａ及び比較的に大きい値の
比屈折率差Δｎによって、信号輻射及び励起輻射の強度
がそのコア領域全体に亘って比較的に大きくなる。カッ
トオフ波長λCOを比較的に小さくし規格化周波数を選択
することによって、信号輻射と励起輻射との間に良好な
重複が確保され、そのうえ更にコア領域への励起輻射の
良好な閉じ込めが確保される。
【００４３】実際的な理由及び理論的な理由から、比屈
折率差Δｎは代表的には０．０８を大きく超えるべきで
はない。強くドープされたコアを有するものの容認でき
る強度と損失を有している光ファイバーを作成すること
が良く見ても困難であるばかりでなく、我々は現在、比
屈折率差Δｎが約０．０８以上に上昇すると光ファイバ
ーの特性が低下する傾向が有る。コア中に比較的高い濃
度のＡｌ（以下で論じられるように、必ずしも均一に分
布されることは必要ではない）が存在すると、増幅効率
の改善が得られ、その結果本発明の光ファイバーの増幅
しきい値が低下する。更にその結果、ノイズが比較的に
低くなる。Ａｌの濃度が約６モル％以下では、ノイズに
対する影響が比較的に重要ではなくなる。Ａｌの濃度が
約３０〜４０モル％以上では、光ファイバーの特性の劣
化が生じる傾向が有る。
折率差Δｎは代表的には０．０８を大きく超えるべきで
はない。強くドープされたコアを有するものの容認でき
る強度と損失を有している光ファイバーを作成すること
が良く見ても困難であるばかりでなく、我々は現在、比
屈折率差Δｎが約０．０８以上に上昇すると光ファイバ
ーの特性が低下する傾向が有る。コア中に比較的高い濃
度のＡｌ（以下で論じられるように、必ずしも均一に分
布されることは必要ではない）が存在すると、増幅効率
の改善が得られ、その結果本発明の光ファイバーの増幅
しきい値が低下する。更にその結果、ノイズが比較的に
低くなる。Ａｌの濃度が約６モル％以下では、ノイズに
対する影響が比較的に重要ではなくなる。Ａｌの濃度が
約３０〜４０モル％以上では、光ファイバーの特性の劣
化が生じる傾向が有る。
【００４４】米国特許第４，９２３，２７９号には、プ
リフォーム内に同一の広がりを有するＡｌとＥｒの分布
を形成することが教示されているが、発明者はもしプリ
フォーム内でＥｒがドープされた領域がＡｌ含有領域か
ら隔てられていれば更に有益であることを発見した。こ
のようなプリフォームがより容易に製造可能であり、光
ファイバーの引伸し中でもＥｒが優先してＡｌ含有コア
領域に分布する傾向が有る。
リフォーム内に同一の広がりを有するＡｌとＥｒの分布
を形成することが教示されているが、発明者はもしプリ
フォーム内でＥｒがドープされた領域がＡｌ含有領域か
ら隔てられていれば更に有益であることを発見した。こ
のようなプリフォームがより容易に製造可能であり、光
ファイバーの引伸し中でもＥｒが優先してＡｌ含有コア
領域に分布する傾向が有る。
【００４５】正確な値のＥｒ濃度を得ることは困難であ
る。他方、Ｅｒドープ光ファイバー増幅器内ではＥｒイ
オンが１．５３μｍの輻射に対する主要な減衰機構を形
成する。従って、その輻射に対する損失値を仮定するこ
とによってＥｒ濃度を特定することが一般的である。本
発明による好ましい光ファイバーでは、上記Ｅｒ濃度は
その光ファイバーが１．５３μｍの波長で２ｄＢ／ｍよ
り大きい損失を持つような濃度である。低濃度では比較
的に長い増幅ファイバーが必要となる（その結果、不純
物や欠陥やコア／クラッド間の界面応力のような損失機
構を引き起こす大きな原因ともなる）ので望ましくな
い。望ましいＥｒ濃度の上限は、Ｅｒ−Ｅｒ干渉が顕著
になる濃度によって設定される。典型的には顕著なＥｒ
−Ｅｒ干渉が５０ｄＢ／ｍを超える損失を持つ光ファイ
バーで起き得る。
る。他方、Ｅｒドープ光ファイバー増幅器内ではＥｒイ
オンが１．５３μｍの輻射に対する主要な減衰機構を形
成する。従って、その輻射に対する損失値を仮定するこ
とによってＥｒ濃度を特定することが一般的である。本
発明による好ましい光ファイバーでは、上記Ｅｒ濃度は
その光ファイバーが１．５３μｍの波長で２ｄＢ／ｍよ
り大きい損失を持つような濃度である。低濃度では比較
的に長い増幅ファイバーが必要となる（その結果、不純
物や欠陥やコア／クラッド間の界面応力のような損失機
構を引き起こす大きな原因ともなる）ので望ましくな
い。望ましいＥｒ濃度の上限は、Ｅｒ−Ｅｒ干渉が顕著
になる濃度によって設定される。典型的には顕著なＥｒ
−Ｅｒ干渉が５０ｄＢ／ｍを超える損失を持つ光ファイ
バーで起き得る。
【００４６】コスト、取扱いの便宜、設計の簡潔性及び
ノイズ回避の理由から、本発明による幾つかの好ましい
通信システムは、個々が５０ｍを超えない長さを持つＥ
ｒドープ光ファイバー増幅器部分を有する。典型的には
約２０ｃｍ以下の長さを持つ部分は、それらが取扱いに
困難でありスプライスするのが困難であるために、そし
てそれらが容易に得られる濃度より高いＥｒ濃度を必要
とするので望ましくない。しかし、使用される長さは応
用分野によって変化し、低いしきい値を持つ光ファイバ
ーの長さはしばしば最適な「Ｅｒドープ光ファイバー増
幅器」長さ（この長さは通例的には電力対利得特性に最
大傾斜を与える長さである）より短い。
ノイズ回避の理由から、本発明による幾つかの好ましい
通信システムは、個々が５０ｍを超えない長さを持つＥ
ｒドープ光ファイバー増幅器部分を有する。典型的には
約２０ｃｍ以下の長さを持つ部分は、それらが取扱いに
困難でありスプライスするのが困難であるために、そし
てそれらが容易に得られる濃度より高いＥｒ濃度を必要
とするので望ましくない。しかし、使用される長さは応
用分野によって変化し、低いしきい値を持つ光ファイバ
ーの長さはしばしば最適な「Ｅｒドープ光ファイバー増
幅器」長さ（この長さは通例的には電力対利得特性に最
大傾斜を与える長さである）より短い。
【００４７】上記の通信システムは、従来のファイバー
処理技術では得ることが困難かまたは不可能なパラメー
タを持つＥｒドープ光ファイバー増幅器を具備する利点
が有る。特に、従来技術によっては、その光ファイバー
のコアの内側部分にＥｒイオンを閉じ込めると共に、大
きな比屈折率差Δｎ（代表的にはΔｎ＞０．０３）と小
さいサイズ及びモード領域の径を持つ許容できる円形の
Ａｌ及びＧｅ含有コアを有するＳｉＯ2系光ファイバー
を作ることは困難かまたは不可能である。以下の説明は
ＭＣＶＤまたはＰＭＣＶＤのような内付け堆積処理に適
用可能な関係にあるが、少なくともそれら処理のうち幾
つかはＶＡＤ（気相軸付け成長法）即ちＯＶＤ（外付け
気相成長法）のような外付け堆積処理にも使用できる利
点がある。これら堆積処理の全ては周知であり、従って
何ら説明を要しない。
処理技術では得ることが困難かまたは不可能なパラメー
タを持つＥｒドープ光ファイバー増幅器を具備する利点
が有る。特に、従来技術によっては、その光ファイバー
のコアの内側部分にＥｒイオンを閉じ込めると共に、大
きな比屈折率差Δｎ（代表的にはΔｎ＞０．０３）と小
さいサイズ及びモード領域の径を持つ許容できる円形の
Ａｌ及びＧｅ含有コアを有するＳｉＯ2系光ファイバー
を作ることは困難かまたは不可能である。以下の説明は
ＭＣＶＤまたはＰＭＣＶＤのような内付け堆積処理に適
用可能な関係にあるが、少なくともそれら処理のうち幾
つかはＶＡＤ（気相軸付け成長法）即ちＯＶＤ（外付け
気相成長法）のような外付け堆積処理にも使用できる利
点がある。これら堆積処理の全ては周知であり、従って
何ら説明を要しない。
【００４８】従来技術によって上記ＳｉＯ2系Ｅｒドー
プ増幅光ファイバーを作成することが困難かまたは不可
能である幾つかの理由は以下のとおりである。 （１）ＳｉＯ2内へのＧｅＯ2の添加は化学平衡によって
制約される。特に ＧｅＣｌ4（ｇ） ＋ Ｏ2 → ＧｅＯ2 ＋ Ｃｌ2 しかし高い温度では ＧｅＯ2 → ＧｅＯ（ｇ） ＋ １／２Ｏ2 Ｇｅのこの「焼損（ｂｕｒｎ−ｏｆｆ）」のために、従
来方法によって比屈折率差Δｎ＞０．０３を達成するこ
とは困難かまたは不可能である。
プ増幅光ファイバーを作成することが困難かまたは不可
能である幾つかの理由は以下のとおりである。 （１）ＳｉＯ2内へのＧｅＯ2の添加は化学平衡によって
制約される。特に ＧｅＣｌ4（ｇ） ＋ Ｏ2 → ＧｅＯ2 ＋ Ｃｌ2 しかし高い温度では ＧｅＯ2 → ＧｅＯ（ｇ） ＋ １／２Ｏ2 Ｇｅのこの「焼損（ｂｕｒｎ−ｏｆｆ）」のために、従
来方法によって比屈折率差Δｎ＞０．０３を達成するこ
とは困難かまたは不可能である。
【００４９】（２）ＧｅまたはＡｌ或いはそれらの両方
を高いレベルで含んでいるプリフォーム領域は冷却中
に、このプリフォームに代表的には強い熱応力や事によ
るとひび割れを引き起こす。この問題は、高くドーピン
グされた領域（即ち、コア）が比較的に大きな径を有す
る場合には特に過酷である。他方、ここで注目する大き
い値の比屈折率差Δｎでは、このコア堆積が比較的に厚
く、典型的には１０ｍｍの内径ＩＤの管において少なく
とも５０μｍの厚さであることが必要である。
を高いレベルで含んでいるプリフォーム領域は冷却中
に、このプリフォームに代表的には強い熱応力や事によ
るとひび割れを引き起こす。この問題は、高くドーピン
グされた領域（即ち、コア）が比較的に大きな径を有す
る場合には特に過酷である。他方、ここで注目する大き
い値の比屈折率差Δｎでは、このコア堆積が比較的に厚
く、典型的には１０ｍｍの内径ＩＤの管において少なく
とも５０μｍの厚さであることが必要である。
【００５０】（３）光ファイバーでは小さい寸法のコア
が望まれると共に上記の如く比較的に厚いコア堆積が必
要となるために、従来の処理では極めて大きい径の基体
管を使用することが必要であろう。このような基体管は
光ファイバーへの溶着または線引き或いはそれらの両方
を行なうことが結局困難であろう。
が望まれると共に上記の如く比較的に厚いコア堆積が必
要となるために、従来の処理では極めて大きい径の基体
管を使用することが必要であろう。このような基体管は
光ファイバーへの溶着または線引き或いはそれらの両方
を行なうことが結局困難であろう。
【００５１】（４）Ａｌは溶融ＳｉＯ2中に容易に拡散
し、その主材料の粘性を大幅に減少する。この理由か
ら、もしそのコア領域のＡｌ含有量が数モル％より大き
く、特に６モル％より大きい場合には、許容できるコア
の丸味を持つ光ファイバーを作成することが困難であ
る。
し、その主材料の粘性を大幅に減少する。この理由か
ら、もしそのコア領域のＡｌ含有量が数モル％より大き
く、特に６モル％より大きい場合には、許容できるコア
の丸味を持つ光ファイバーを作成することが困難であ
る。
【００５２】上記ポイント（２）のひび割れの問題は次
のように解決される。プリフォーム管をロッド状のプリ
フォームに溶着した後、このプリフォームの少なくとも
一部を約５００℃以下の温度に冷却する前、このプリフ
ォームの該部分がそのコア領域の径が適切なコア成分を
持つプリフォームの室温にまで冷却する際のひび割れに
関連する臨界値ａC未満に線引きされる。典型的には臨
界値ａCは約１ｍｍまたは丁度０．８ｍｍである。
のように解決される。プリフォーム管をロッド状のプリ
フォームに溶着した後、このプリフォームの少なくとも
一部を約５００℃以下の温度に冷却する前、このプリフ
ォームの該部分がそのコア領域の径が適切なコア成分を
持つプリフォームの室温にまで冷却する際のひび割れに
関連する臨界値ａC未満に線引きされる。典型的には臨
界値ａCは約１ｍｍまたは丁度０．８ｍｍである。
【００５３】代表的には線引きされたプリフォーム部分
の外径対コアの比はこのプリフォームから線引きされる
光ファイバーに望まれる比より大きいから、この線引き
されたプリフォーム部分は所望の比が得られるように従
来方法で被覆される。この被覆は典型的にはロッド・イ
ン・チューブ法により、またはそのロッドに被覆材料を
溶着することによって為される。
の外径対コアの比はこのプリフォームから線引きされる
光ファイバーに望まれる比より大きいから、この線引き
されたプリフォーム部分は所望の比が得られるように従
来方法で被覆される。この被覆は典型的にはロッド・イ
ン・チューブ法により、またはそのロッドに被覆材料を
溶着することによって為される。
【００５４】上記理由（１）、（２）の観点では、Ｓｉ
Ｏ2中にＧｅとＡｌを同時に添加することは、最適なＡ
ｌ含有前駆体がＡｌＣｌ3であり、且つＡｌＣｌ3から解
放されたＣｌによってＧｅの平衡がＧｅＯ2からＧｅＣ
ｌ4へ移るので問題が有る。このことはＧｅとＡｌの逐
次添加を示唆している。しかし、単純な逐次堆積は、中
でもＡｌドープＳｉＯ2の粘性及びＧｅに対するＣｌの
親和力が低いために採用することができない。
Ｏ2中にＧｅとＡｌを同時に添加することは、最適なＡ
ｌ含有前駆体がＡｌＣｌ3であり、且つＡｌＣｌ3から解
放されたＣｌによってＧｅの平衡がＧｅＯ2からＧｅＣ
ｌ4へ移るので問題が有る。このことはＧｅとＡｌの逐
次添加を示唆している。しかし、単純な逐次堆積は、中
でもＡｌドープＳｉＯ2の粘性及びＧｅに対するＣｌの
親和力が低いために採用することができない。
【００５５】Ａｌ含有コア材料が、Ｇｅ含有コア材料の
前に堆積される場合には、上記の低い粘性のために管状
プリフォームの溶着中にコア領域が変形することを防止
することは困難かまたは不可能である。上記Ｇｅ含有Ｓ
ｉＯ2がＡｌ含有材料の前に堆積される場合には、上記
低い親和力のためにＧｅ含有材料を相当な厚さに堆積す
ることが必要であろう。多くの場合、その必要な厚さの
結果、コア寸法が不便な大きさになる。
前に堆積される場合には、上記の低い粘性のために管状
プリフォームの溶着中にコア領域が変形することを防止
することは困難かまたは不可能である。上記Ｇｅ含有Ｓ
ｉＯ2がＡｌ含有材料の前に堆積される場合には、上記
低い親和力のためにＧｅ含有材料を相当な厚さに堆積す
ることが必要であろう。多くの場合、その必要な厚さの
結果、コア寸法が不便な大きさになる。
【００５６】原理的には（Ａｌ含有材料の前にＧｅ含有
材料を堆積する）逐次堆積は上記理由（１）、（４）に
よる問題を克服することができるが、本発明による好ま
しい方法は一層または複数層のＧｅ含有層を堆積した後
でプリフォーム管を部分的に溶着し、部分的な溶着の後
で一層または複数層のＡｌ含有層を堆積する方法であ
る。
材料を堆積する）逐次堆積は上記理由（１）、（４）に
よる問題を克服することができるが、本発明による好ま
しい方法は一層または複数層のＧｅ含有層を堆積した後
でプリフォーム管を部分的に溶着し、部分的な溶着の後
で一層または複数層のＡｌ含有層を堆積する方法であ
る。
【００５７】好ましい実施例ではプリフォーム管が、上
記部分的に溶着されたプリフォーム管が加熱手段（例え
ば、トーチ）を単に一回通過させるだけで最終的溶着が
得られるように選択された内径（ＩＤ）を持つように縮
小される。更に、一般的に行われているのとは反対に本
発明による好ましい実施例では、比較的に薄い壁を持つ
基体管、典型的には一般に使用されているＳｉＯ2基体
管の壁厚の半分未満の壁厚を持つ基体管が使用される。
例えば、ＭＣＶＤプロセスによる従来の光ファイバー製
造ではしばしば２５ｍｍの外径と１９ｍｍの内径を持つ
基体管が使用されるが、本発明の好ましい実施例では２
０ｍｍの外径と１８ｍｍの内径を持つ基体管が使用され
る。
記部分的に溶着されたプリフォーム管が加熱手段（例え
ば、トーチ）を単に一回通過させるだけで最終的溶着が
得られるように選択された内径（ＩＤ）を持つように縮
小される。更に、一般的に行われているのとは反対に本
発明による好ましい実施例では、比較的に薄い壁を持つ
基体管、典型的には一般に使用されているＳｉＯ2基体
管の壁厚の半分未満の壁厚を持つ基体管が使用される。
例えば、ＭＣＶＤプロセスによる従来の光ファイバー製
造ではしばしば２５ｍｍの外径と１９ｍｍの内径を持つ
基体管が使用されるが、本発明の好ましい実施例では２
０ｍｍの外径と１８ｍｍの内径を持つ基体管が使用され
る。
【００５８】ＳｉＯ2内にＡｌが存在することによっ
て、Ａｌ含有領域内でＥｒ3+の移動性が増加すると信じ
られる理由が有る。その結果、Ｅｒ3+が優先的にＡｌ含
有領域内に拡散する傾向が有る。
て、Ａｌ含有領域内でＥｒ3+の移動性が増加すると信じ
られる理由が有る。その結果、Ｅｒ3+が優先的にＡｌ含
有領域内に拡散する傾向が有る。
【００５９】プリフォームは、浸し塗り方法及び気相成
長堆積法を含む何らかの適当な技術によってＥｒをドー
プすることができる。本発明の好ましい実施例は浸し塗
り方法を使用している。この方法には典型的にはプリフ
ォーム管の内壁にＥｒ3+及び任意にＡｌを含むＴＥＯＳ
（テトラ・エチル・オルト珪酸塩）のゾル・ゲル材料を
塗る方法が含まれる。好ましい実施例では基体管は浸し
塗りの前に加熱光沢加工が施され、更に部分的な溶着及
び一層または複数層のＡｌ含有層を堆積する前にＥｒ3+
がドープされた層の上にＧｅ含有層が堆積される。
長堆積法を含む何らかの適当な技術によってＥｒをドー
プすることができる。本発明の好ましい実施例は浸し塗
り方法を使用している。この方法には典型的にはプリフ
ォーム管の内壁にＥｒ3+及び任意にＡｌを含むＴＥＯＳ
（テトラ・エチル・オルト珪酸塩）のゾル・ゲル材料を
塗る方法が含まれる。好ましい実施例では基体管は浸し
塗りの前に加熱光沢加工が施され、更に部分的な溶着及
び一層または複数層のＡｌ含有層を堆積する前にＥｒ3+
がドープされた層の上にＧｅ含有層が堆積される。
【００６０】図２〜図４は本発明によってプリフォーム
を作成する段階を図示するもので、図２は部分的な溶着
の前における典型的なプリフォーム管２０の断面図を示
し、図３はＡｌ含有材料を堆積した後の部分的に溶着さ
れたプリフォーム管の断面図を示し、図４は完全に溶着
されたプリフォーム管の断面図を示す。
を作成する段階を図示するもので、図２は部分的な溶着
の前における典型的なプリフォーム管２０の断面図を示
し、図３はＡｌ含有材料を堆積した後の部分的に溶着さ
れたプリフォーム管の断面図を示し、図４は完全に溶着
されたプリフォーム管の断面図を示す。
【００６１】数字２１はＳｉＯ2基体管を表わし、数字
２２は堆積されたクラッド領域（典型的にはＦとＰの両
方を含有し、これら二つのドーパントの濃度はこのクラ
ッド領域２２の屈折率がＳｉＯ2基体管２１の屈折率と
実質的に等しくなるように選択される）を表わし、数字
２３はＧｅ含有コア材料領域を表わし、数字２４はＥｒ
3+含有コア材料領域を表わし、数字２５はＧｅ含有コア
材料領域を表わし、数字２６はＡｌ含有コア材料領域を
表わしている。クラッド領域２２とＧｅ含有コア材料領
域２３との間にＳｉＯ2領域ドープされたＳｉＯ2領域を
殊更にではなく任意に置くことができる。
２２は堆積されたクラッド領域（典型的にはＦとＰの両
方を含有し、これら二つのドーパントの濃度はこのクラ
ッド領域２２の屈折率がＳｉＯ2基体管２１の屈折率と
実質的に等しくなるように選択される）を表わし、数字
２３はＧｅ含有コア材料領域を表わし、数字２４はＥｒ
3+含有コア材料領域を表わし、数字２５はＧｅ含有コア
材料領域を表わし、数字２６はＡｌ含有コア材料領域を
表わしている。クラッド領域２２とＧｅ含有コア材料領
域２３との間にＳｉＯ2領域ドープされたＳｉＯ2領域を
殊更にではなく任意に置くことができる。
【００６２】図４のプリフォームは代表的には出来上が
ったプリフォームから光ファイバーが従来方法によって
線引きされる前にシリカを被覆され、被覆される量は所
望のＤ´／ａ比が得られるように選択される。なお、Ｄ
´はその光ファイバーの外径である。
ったプリフォームから光ファイバーが従来方法によって
線引きされる前にシリカを被覆され、被覆される量は所
望のＤ´／ａ比が得られるように選択される。なお、Ｄ
´はその光ファイバーの外径である。
【００６３】図５は本発明による、溶融ＳｉＯ2の屈折
率ｎ0に相当する基本屈折率を持つ典型的なプリフォー
ムの屈折率を測定したプロフィールを示す。線５０は実
際の測定プロフィールを表わし、破線５１は対応する有
効な径ａと比屈折率差Δｎとを持つ階段状有効屈折率プ
ロフィールを表わす。典型的な場合では、最大比屈折率
差は０．０５より大きく、有効比屈折率差（Δｎ）は
０．０４６である。図５はまた堆積されたクラッドの外
径（ＯＤ）に相当する中心からの距離Ｄ´／２を示し、
範囲５２〜５５はそれぞれ外側Ｇｅ含有コア領域とＥｒ
3+含有コア領域と内側Ｇｅ含有コア領域とＡｌ含有コア
領域とを示す。上記用語は説明的の意味を持ち、排他的
であることを意味するものではない。例えば、上記用語
は領域５３が単にＳｉＯ2とＥｒのみを有することを意
味することを意図するものではない。領域５３はまた幾
らかのＡｌを（上記のように）含有することができるだ
けでなく、この領域５３はまたＧｅを含有することもで
きる。
率ｎ0に相当する基本屈折率を持つ典型的なプリフォー
ムの屈折率を測定したプロフィールを示す。線５０は実
際の測定プロフィールを表わし、破線５１は対応する有
効な径ａと比屈折率差Δｎとを持つ階段状有効屈折率プ
ロフィールを表わす。典型的な場合では、最大比屈折率
差は０．０５より大きく、有効比屈折率差（Δｎ）は
０．０４６である。図５はまた堆積されたクラッドの外
径（ＯＤ）に相当する中心からの距離Ｄ´／２を示し、
範囲５２〜５５はそれぞれ外側Ｇｅ含有コア領域とＥｒ
3+含有コア領域と内側Ｇｅ含有コア領域とＡｌ含有コア
領域とを示す。上記用語は説明的の意味を持ち、排他的
であることを意味するものではない。例えば、上記用語
は領域５３が単にＳｉＯ2とＥｒのみを有することを意
味することを意図するものではない。領域５３はまた幾
らかのＡｌを（上記のように）含有することができるだ
けでなく、この領域５３はまたＧｅを含有することもで
きる。
【００６４】典型的なプリフォームではＥｒ3+の分布が
Ａｌの分布と重複していないが、Ｅｒ3+は優先的にＡｌ
含有領域中に（必ずしもコアの中心に達すること無く）
拡散する傾向がある。一般的にはＥｒ分布の有効径はＧ
ｅ分布の有効径以下で、その結果利得係数が容易に高め
られる。
Ａｌの分布と重複していないが、Ｅｒ3+は優先的にＡｌ
含有領域中に（必ずしもコアの中心に達すること無く）
拡散する傾向がある。一般的にはＥｒ分布の有効径はＧ
ｅ分布の有効径以下で、その結果利得係数が容易に高め
られる。
【００６５】例１ 従来のＭＣＶＤ装置上によってプリフォームが以下のよ
うに作成された。２０ｍｍの外径と１８ｍｍの内径を持
つ市販のシリカ管が従来方法で準備され、続いてＤ／ａ
比が４となるように選ばれた厚さのＰ及びＦを含有する
整合されたクラッド材料の堆積が従来方法で行なわれ
た。ここでＤは溶着されたプリフォーム内の上記堆積さ
れたクラッド領域の外径である。この管に加熱光沢加工
を行なった後、Ｇｅ含有コア材料が従来の方法で２回通
過させることにより堆積された。このときのガス流は、
１９００℃の温度を持つ０．１０５ｇ／分の流量のＳｉ
Ｃｌ4ガス、１．１６ｇ／分の流量のＧｅＣｌ4ガス、及
び１２００ｃｃ／分の流量のＯ2ガスに相当した。つぎ
にこの管が再度加熱光沢加工され、冷却され、上記ＭＣ
ＶＤ装置から取り外され、その内壁に約０．５μｍの厚
さを持つ（Ｅｒの流動性を増加するために添加された３
ｇのＡｌＣｌ3・６Ｈ2Ｏとともに、２６ｇのＴＥＯＳと
４５ｇのＨ2Ｏと９０ｇのプロパノールと３滴のＨＮＯ3
と０．９５ｇのＥｒＣｌ3・６Ｈ2Ｏとから用意された）
Ｅｒゾルが塗布され、この塗膜がＯ2中にＣｌを３３％
含む雰囲気中で９００℃で３０分間加熱されて脱水され
た。
うに作成された。２０ｍｍの外径と１８ｍｍの内径を持
つ市販のシリカ管が従来方法で準備され、続いてＤ／ａ
比が４となるように選ばれた厚さのＰ及びＦを含有する
整合されたクラッド材料の堆積が従来方法で行なわれ
た。ここでＤは溶着されたプリフォーム内の上記堆積さ
れたクラッド領域の外径である。この管に加熱光沢加工
を行なった後、Ｇｅ含有コア材料が従来の方法で２回通
過させることにより堆積された。このときのガス流は、
１９００℃の温度を持つ０．１０５ｇ／分の流量のＳｉ
Ｃｌ4ガス、１．１６ｇ／分の流量のＧｅＣｌ4ガス、及
び１２００ｃｃ／分の流量のＯ2ガスに相当した。つぎ
にこの管が再度加熱光沢加工され、冷却され、上記ＭＣ
ＶＤ装置から取り外され、その内壁に約０．５μｍの厚
さを持つ（Ｅｒの流動性を増加するために添加された３
ｇのＡｌＣｌ3・６Ｈ2Ｏとともに、２６ｇのＴＥＯＳと
４５ｇのＨ2Ｏと９０ｇのプロパノールと３滴のＨＮＯ3
と０．９５ｇのＥｒＣｌ3・６Ｈ2Ｏとから用意された）
Ｅｒゾルが塗布され、この塗膜がＯ2中にＣｌを３３％
含む雰囲気中で９００℃で３０分間加熱されて脱水され
た。
【００６６】脱水処理の後、更にＧｅ含有コア材料が
（１９００℃で０．０７８ｇ／分の流量のＳｉＣｌ4ガ
スと１．６６ｇ／分の流量のＧｅＣｌ4ガスと１２００
ｃｃ／分の流量のＯ2ガスとの１回の通過で）堆積さ
れ、この管状プリフォームが部分的に（１００ｃｃ／分
の流量のＯ2ガス、０．１ｇ／分の流量のＧｅＣｌ4ガス
の２回の通過で）３ｍｍの内径ＩＤに溶着された。続い
てＡｌ含有材料が（０．０５２ｇ／分の流量のＳｉＣｌ
4ガス、０．００５ｇ／分の流量のＡｌＣｌ4ガス）で堆
積され、最終溶着を行なう通過処理が行われた。その結
果得られたロッド状のプリフォームは約１２ｍｍの外径
ＯＤと約２ｍｍのコア径を持っていた。このプリフォー
ムの温度が５００℃以下には低下しないようにして、こ
のプリフォームがこのプリフォームの相当な部分が約５
ｍｍの外径ＯＤに縮小されるように線引きされた。
（１９００℃で０．０７８ｇ／分の流量のＳｉＣｌ4ガ
スと１．６６ｇ／分の流量のＧｅＣｌ4ガスと１２００
ｃｃ／分の流量のＯ2ガスとの１回の通過で）堆積さ
れ、この管状プリフォームが部分的に（１００ｃｃ／分
の流量のＯ2ガス、０．１ｇ／分の流量のＧｅＣｌ4ガス
の２回の通過で）３ｍｍの内径ＩＤに溶着された。続い
てＡｌ含有材料が（０．０５２ｇ／分の流量のＳｉＣｌ
4ガス、０．００５ｇ／分の流量のＡｌＣｌ4ガス）で堆
積され、最終溶着を行なう通過処理が行われた。その結
果得られたロッド状のプリフォームは約１２ｍｍの外径
ＯＤと約２ｍｍのコア径を持っていた。このプリフォー
ムの温度が５００℃以下には低下しないようにして、こ
のプリフォームがこのプリフォームの相当な部分が約５
ｍｍの外径ＯＤに縮小されるように線引きされた。
【００６７】続いて外面被覆管（１９ｍｍの内径と２５
ｍｍの外径を持つＳｉＯ2）が線引きされたプリフォー
ム部分に被覆されこのプリフォーム上に従来の方法で収
縮された。こうして作成された被覆プリフォームは、Δ
ｎ＞０．０３なる有効比屈折率差 Δｎを有する、実質
的に図５に示すような屈折率プロフィールを持ってい
た。このロッドは再度１９ｍｍの内径と２５ｍｍの外径
を持つＳｉＯ2管で被覆され、この被覆されたプリフォ
ームから光ファイバーが線引きされ、全体が従来の方法
で塗布された。この結果得られた光ファイバーは１２５
μｍの外径と、約２．２μｍの有効コア径と、（波長λ
＝１．５μｍで）３．４μｍのＭＦＤと、（信号輻射波
長λS＝１．５３μｍ、励起波長λP＝１．４８μｍで）
３ｍＷ未満の増幅しきい値とを持っていた。
ｍｍの外径を持つＳｉＯ2）が線引きされたプリフォー
ム部分に被覆されこのプリフォーム上に従来の方法で収
縮された。こうして作成された被覆プリフォームは、Δ
ｎ＞０．０３なる有効比屈折率差 Δｎを有する、実質
的に図５に示すような屈折率プロフィールを持ってい
た。このロッドは再度１９ｍｍの内径と２５ｍｍの外径
を持つＳｉＯ2管で被覆され、この被覆されたプリフォ
ームから光ファイバーが線引きされ、全体が従来の方法
で塗布された。この結果得られた光ファイバーは１２５
μｍの外径と、約２．２μｍの有効コア径と、（波長λ
＝１．５μｍで）３．４μｍのＭＦＤと、（信号輻射波
長λS＝１．５３μｍ、励起波長λP＝１．４８μｍで）
３ｍＷ未満の増幅しきい値とを持っていた。
【００６８】例２ ＥｒドープＳｉＯ2系の光ファイバーが比較的に薄い層
のＰ及びＦを含有するクラッド材料を堆積した後、殊更
ドープされていない比較的に薄い層のＳｉＯ2が従来の
方法で堆積され、続いてコア材料が堆積される外は、実
質的に実施例１で述べたようにして作成された。
のＰ及びＦを含有するクラッド材料を堆積した後、殊更
ドープされていない比較的に薄い層のＳｉＯ2が従来の
方法で堆積され、続いてコア材料が堆積される外は、実
質的に実施例１で述べたようにして作成された。
【００６９】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、極め
て効率的な光ファイバ通信システムを提供することがで
きる。
て効率的な光ファイバ通信システムを提供することがで
きる。
【図１】本発明は、遠隔的に励起される複数のＥｒドー
プ光ファイバー増幅器を有する典型的な光ファイバー通
信システムを示す概略図である。
プ光ファイバー増幅器を有する典型的な光ファイバー通
信システムを示す概略図である。
【図２】部分的な溶着の前における典型的な管状プリフ
ォームの概略的な断面図である。
ォームの概略的な断面図である。
【図３】最終的な溶着の前における典型的な管状プリフ
ォームの概略的な断面図である。
ォームの概略的な断面図である。
【図４】図３の管状プリフォームから形成されたロッド
状プリフォームを示す概略的な断面図である。
状プリフォームを示す概略的な断面図である。
【図５】本発明によって作成されたプリフォームの屈折
率を測定したプロフィールを示す図である。
率を測定したプロフィールを示す図である。
１０ 光ファイバー通信システム １１ 送信機 １２ 入力信号 １２´ 出力信号 １３ 入力輻射 １３´ 出力輻射 １４ 伝送ファイバー １５ 増幅ファイバー １６ 結合手段（方向性カプラー） １７ 励起レーザ １８ 結合手段（テーパー状スプライサー） １９ 受信機 ２０ プリフォーム管 ２１ ＳｉＯ2基体管 ２２ クラッド領域 ２３ Ｇｅ含有コア材料領域 ２４ Ｅｒ3+含有コア材料領域 ２５ Ｇｅ含有コア材料領域 ２６ Ａｌ含有コア材料領域 ５０ 実際の測定プロフィール ５１ 階段状有効屈折率プロフィール ５２ 外側Ｇｅ含有コア領域 ５３ Ｅｒ3+含有コア領域 ５４ 内側Ｇｅ含有コア領域 ５５ Ａｌ含有コア領域
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 6/16 Ｇ０２Ｆ 1/35 ５０１ Ｈ０１Ｓ 3/07 3/094 Ｈ０４Ｂ 10/12 10/13 10/135 10/14
Claims (8)
- 【請求項１】 第一の位置に有る信号発生手段をこの第
一の位置から離れた第二の位置に有る信号検出手段に信
号を伝達可能に接続する所定長の光ファイバーを有し、
この所定長の光ファイバーは所定長の伝送ファイバーと
所定長のエルビウムがドープされた増幅ファイバーとを
有する光ファイバー通信システムにおいて、 この通信システムが更に励起輻射を発生する手段と励起
輻射を上記第一の位置と第二の位置との中間位置で前記
所定長の光ファイバーに結合する手段を有し、前記信号
発生手段が波長λS（λS；約１．５μｍ）の信号輻射を
発生するように適用され、前記励起輻射発生手段がλS
より短い波長λPの輻射を発生するように適用され、前
記増幅ファイバーが比較的に高い屈折率を持つ第一領域
とこの第一領域と接して包囲する比較的に低い屈折率を
持つ第二領域とを有し、前記第一領域がゲルマニューム
とアルミニューム、更にエルビウムとを有し、比屈折率
差Δｎ＝（ｎC−ｎC1）（ｎCは前記第一領域に関連する
有効屈折率であり、ｎC1は前記第二領域に関連する屈折
率である）、有効径ａ、励起波長λPでのモード領域の
径、各々が上記有効径ａに関連するエルビウム分布とア
ルミニューム分布とゲルマニューム分布とを有する前記
増幅ファイバーに関連し、 （ａ）前記比屈折率差Δｎが０．０３以上、且つ前記有
効径ａが３．５μｍ以下、 （ｂ）前記第一領域におけるアルミニュームの最大濃度
が６モル％以上であり、 （ｃ）前記比屈折率差Δｎと前記有効径ａとが、前記励
起輻射のための前記モード領域の径が０．５μｍ以下、
波長λPでの規格化周波数（Ｖ−ｎｕｍｂｅｒ）が１．
４〜２．０の範囲であり、且つ前記増幅ファイバーが
１．４μｍ以下で、カットオフ波長λCOを持つように選
ばれ、 （ｄ）前記エルビウム分布に関連する前記有効径が、前
記Ｇｅ分布に関連する有効径以下で、前記アルミニュー
ム分布に関連する前記有効径が、前記エルビウム分布に
関連する前記有効径以下である。 ことを特徴とする光ファイバー通信システム。 - 【請求項２】前記アルミニュームの最大濃度が１０モル
％以上であることを特徴とする、請求項１記載のシステ
ム。 - 【請求項３】前記第一領域におけるエルビウムの濃度
が、１．５３μｍ波長の輻射に対するファイバーの減衰
が２ｄＢ／ｍ以上であるような濃度であることを特徴と
する、請求項１記載のシステム。 - 【請求項４】前記増幅ファイバーの長さが５０ｍより短
いことを特徴とする、請求項１記載のシステム。 - 【請求項５】前記増幅ファイバーの前記第二領域がフッ
素と燐と含むことを特徴とする、請求項１記載のシステ
ム。 - 【請求項６】前記波長λPが約１．４８μｍであること
を特徴とする、請求項１記載のシステム。 - 【請求項７】前記長さの光ファイバーが、Ｎ個の前記長
さの増幅ファイバーと多数の前記長さの伝送ファイバー
とを有し、少なくとも一個の前記長さの伝送ファイバー
が所定の二個の前記長さの増幅ファイバーの間に設けら
れ、Ｎ≧２であり、更にこのシステムがＭ個の前記励起
輻射発生手段を有し、Ｍ≦Ｎであることを特徴とする、
請求項１記載のシステム。 - 【請求項８】何れか所定の前記増幅ファイバーには増幅
しきい値が関連し、少なくとも一個の前記長さの増幅フ
ァイバーの増幅しきい値が３ｍＷ以下であることを特徴
とする、請求項７記載のシステム。
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