JPH09159846A - 希土類元素添加マルチコアファイバ及びその製造方法 - Google Patents
希土類元素添加マルチコアファイバ及びその製造方法Info
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- JPH09159846A JPH09159846A JP7321937A JP32193795A JPH09159846A JP H09159846 A JPH09159846 A JP H09159846A JP 7321937 A JP7321937 A JP 7321937A JP 32193795 A JP32193795 A JP 32193795A JP H09159846 A JPH09159846 A JP H09159846A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の課題は、高利得化とその利得の波長
特性のより平坦化を実現することができる新規な希土類
元素添加マルチコアファイバ及びその製造方法を提供す
るものである。 【解決手段】 上記課題を解決するために本発明は、ク
ラッド（屈折率ｎc ）の略軸心部に、希土類元素が添加
されたプライマリークラッド（屈折率ｎp ，ｎp ≦
ｎp ）で覆われると共に希土類元素とＡｌが共添加され
たコア（屈折率ｎw ，ｎw ＞ｎc ，ｎp ）を、複数所定
の間隔Ｓを隔てて配置する。
特性のより平坦化を実現することができる新規な希土類
元素添加マルチコアファイバ及びその製造方法を提供す
るものである。 【解決手段】 上記課題を解決するために本発明は、ク
ラッド（屈折率ｎc ）の略軸心部に、希土類元素が添加
されたプライマリークラッド（屈折率ｎp ，ｎp ≦
ｎp ）で覆われると共に希土類元素とＡｌが共添加され
たコア（屈折率ｎw ，ｎw ＞ｎc ，ｎp ）を、複数所定
の間隔Ｓを隔てて配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光信号を効率よく増
幅させるための光ファイバ増幅器に用いられる希土類元
素添加マルチコアファイバ及びその製造方法に関するも
のである。
幅させるための光ファイバ増幅器に用いられる希土類元
素添加マルチコアファイバ及びその製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ファイバのコア内にＥｒ、Ｐ
ｒ、Ｎｄ等の希土類元素を添加した光ファイバ増幅器が
実用レベルに達するようになってきた。特にＥｒを添加
した光ファイバ増幅器は、１．５５μｍ帯において、高
利得、高飽和出力を有することから、種々のシステムへ
の適用が考えられている。その中でも、１．５３μｍか
ら１．５６μｍの波長帯の信号光を数波以上用いた波長
多重伝送による高速、大容量、長距離伝送や光ＣＡＴＶ
システムへの適用が注目されている。このようなシステ
ムへのＥｒ添加光ファイバ増幅器の適用に対しては、光
Ｓ／Ｎ特性やクロストーク特性の劣化を抑えるために、
上記使用波長帯でのＥｒ添加光ファイバ増幅器の利得が
平坦であることが重要となってくる。
ｒ、Ｎｄ等の希土類元素を添加した光ファイバ増幅器が
実用レベルに達するようになってきた。特にＥｒを添加
した光ファイバ増幅器は、１．５５μｍ帯において、高
利得、高飽和出力を有することから、種々のシステムへ
の適用が考えられている。その中でも、１．５３μｍか
ら１．５６μｍの波長帯の信号光を数波以上用いた波長
多重伝送による高速、大容量、長距離伝送や光ＣＡＴＶ
システムへの適用が注目されている。このようなシステ
ムへのＥｒ添加光ファイバ増幅器の適用に対しては、光
Ｓ／Ｎ特性やクロストーク特性の劣化を抑えるために、
上記使用波長帯でのＥｒ添加光ファイバ増幅器の利得が
平坦であることが重要となってくる。
【０００３】このような高利得及び平坦化を達成するた
めに、本発明者らは先に図１に示すようなＥｒ添加マル
チコアファイバ及び図３に示すようなその製造方法を提
案している。
めに、本発明者らは先に図１に示すようなＥｒ添加マル
チコアファイバ及び図３に示すようなその製造方法を提
案している。
【０００４】先ず、このＥｒ添加マルチコア光ファイバ
は図１に示すように、プライマリークラッド３の中に希
土類元素、例えば、ＥｒとＡｌを共添加したコア２を備
えたガラスロッド４を複数本（図では７本）集合させ、
さらに、これらロッド４の周囲をクラッド５で覆った構
造としたものであり、このような光ファイバを用いるこ
とにより、高利得で、かつ利得波長特性の平坦化を達成
することができる。
は図１に示すように、プライマリークラッド３の中に希
土類元素、例えば、ＥｒとＡｌを共添加したコア２を備
えたガラスロッド４を複数本（図では７本）集合させ、
さらに、これらロッド４の周囲をクラッド５で覆った構
造としたものであり、このような光ファイバを用いるこ
とにより、高利得で、かつ利得波長特性の平坦化を達成
することができる。
【０００５】その理由としては二つ挙げられる。先ず、
第一の理由としては、このＥｒ添加マルチコア光ファイ
バはＡｌの添加濃度が従来のようなコアが１つのＥｒ添
加ファイバに対し、充分多くすることができるためであ
る。次に、その第二の理由としては、従来のものは、コ
ア内の励起光のパワーを低くしていくと、波長１．５３
５μｍ付近の利得のピークが減少し、徐々に平坦な利得
−波長特性となり、さらにパワーを低くするに従って
１．５３μｍ側の短波長域の利得が下がり、１．５６μ
ｍ側の長波長域の利得が上がる、いわゆる短波長から長
波長側に向けて右上がりの利得−波長特性になるため、
励起光を低くしていくと利得が非常に低くなり、光増幅
器として使えないことが分かっていたが、このＥｒ添加
マルチコア光ファイバは逆にこの原理を積極的に利用す
るようにしたからである。すなわち、図示するように、
Ｅｒが添加された各々のコア２内に、励起光と信号光が
ほぼ均等に伝搬するように各々のコア径Ｄとコア間隔Ｓ
を最適化すると、各々のコア２内を伝搬していった信号
光の増幅利得は低くなるものの、その波長特性はほぼ平
坦となり、所望の長さを伝搬していった後では各々のコ
ア２内で増幅された信号が重畳されることになり、かつ
その利得の波長特性がほぼ平坦となるからである。
第一の理由としては、このＥｒ添加マルチコア光ファイ
バはＡｌの添加濃度が従来のようなコアが１つのＥｒ添
加ファイバに対し、充分多くすることができるためであ
る。次に、その第二の理由としては、従来のものは、コ
ア内の励起光のパワーを低くしていくと、波長１．５３
５μｍ付近の利得のピークが減少し、徐々に平坦な利得
−波長特性となり、さらにパワーを低くするに従って
１．５３μｍ側の短波長域の利得が下がり、１．５６μ
ｍ側の長波長域の利得が上がる、いわゆる短波長から長
波長側に向けて右上がりの利得−波長特性になるため、
励起光を低くしていくと利得が非常に低くなり、光増幅
器として使えないことが分かっていたが、このＥｒ添加
マルチコア光ファイバは逆にこの原理を積極的に利用す
るようにしたからである。すなわち、図示するように、
Ｅｒが添加された各々のコア２内に、励起光と信号光が
ほぼ均等に伝搬するように各々のコア径Ｄとコア間隔Ｓ
を最適化すると、各々のコア２内を伝搬していった信号
光の増幅利得は低くなるものの、その波長特性はほぼ平
坦となり、所望の長さを伝搬していった後では各々のコ
ア２内で増幅された信号が重畳されることになり、かつ
その利得の波長特性がほぼ平坦となるからである。
【０００６】次に、このＥｒ添加マルチコア光ファイバ
の製造方法としては図３に示すように、先ず、ＶＡＤ法
により、ＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 の組成のスー
トガラスロッドを作製した後、このスートガラスロッド
をＥｒ化合物溶液中へ含浸させ、溶液中から引き上げて
乾燥させた後、これを電気炉で焼結させてＥｒ−Ａｌの
共添加されたＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 の透明ガラスロッドと
し、その後、この透明ガラスロッドの外周に、外付けＣ
ＶＤ法等によってプライマリークラッド層を被覆する。
次に、このようにして得られたプライマリークラッド付
きロッドを複数本束にして石英管内に挿入し、その石英
管を外側から酸水素バーナで加熱して、石英管内が中実
のロッドとなるようにコラプス（溶着）してプリフォー
ムロッドとし、最後に、このプリフォームロッドを電気
炉内に一定速度で送り込み、溶融したプリフォームロッ
ドの先端を延伸しながら一定の速度で巻き取るようにし
たものである。
の製造方法としては図３に示すように、先ず、ＶＡＤ法
により、ＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 の組成のスー
トガラスロッドを作製した後、このスートガラスロッド
をＥｒ化合物溶液中へ含浸させ、溶液中から引き上げて
乾燥させた後、これを電気炉で焼結させてＥｒ−Ａｌの
共添加されたＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 の透明ガラスロッドと
し、その後、この透明ガラスロッドの外周に、外付けＣ
ＶＤ法等によってプライマリークラッド層を被覆する。
次に、このようにして得られたプライマリークラッド付
きロッドを複数本束にして石英管内に挿入し、その石英
管を外側から酸水素バーナで加熱して、石英管内が中実
のロッドとなるようにコラプス（溶着）してプリフォー
ムロッドとし、最後に、このプリフォームロッドを電気
炉内に一定速度で送り込み、溶融したプリフォームロッ
ドの先端を延伸しながら一定の速度で巻き取るようにし
たものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
方法で得られたＥｒ添加マルチコア光ファイバを用いた
光増幅器は、各々のコア径Ｄを２μｍ程度にし、コア間
隔Ｓを大きくしていくと、利得の波長特性を広い波長範
囲（１．５３μｍ〜１．５７μｍ）に亘って平坦化でき
ることが分かった。しかしながら、図４（従来例）に示
すように、コア間隔Ｓ（μｍ）が大きくなると、それに
従って利得Ｇ（ｄＢ）が急激に低下してしまうという欠
点があることが分かった。
方法で得られたＥｒ添加マルチコア光ファイバを用いた
光増幅器は、各々のコア径Ｄを２μｍ程度にし、コア間
隔Ｓを大きくしていくと、利得の波長特性を広い波長範
囲（１．５３μｍ〜１．５７μｍ）に亘って平坦化でき
ることが分かった。しかしながら、図４（従来例）に示
すように、コア間隔Ｓ（μｍ）が大きくなると、それに
従って利得Ｇ（ｄＢ）が急激に低下してしまうという欠
点があることが分かった。
【０００８】そこで、本発明はこのような課題を有効に
解決するために案出されたものであり、その主な目的は
高利得化とその利得の波長特性のより平坦化を実現する
ことができる新規な希土類元素添加マルチコアファイバ
及びその製造方法を提供するものである。
解決するために案出されたものであり、その主な目的は
高利得化とその利得の波長特性のより平坦化を実現する
ことができる新規な希土類元素添加マルチコアファイバ
及びその製造方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に第一の発明はクラッド（屈折率ｎc ）の略軸心部に、
希土類元素が添加されたプライマリークラッド（屈折率
ｎp ，ｎp ≦ｎp ）で覆われると共に希土類元素とＡｌ
が共添加されたコア（屈折率ｎw ，ｎw ＞ｎc，ｎp ）
を、複数所定の間隔Ｓを隔てて配置してなるものであ
る。従って、このような希土類元素添加マルチコアファ
イバを用いて図５に示すような光ファイバー増幅器を構
成した場合、従来のものよりさらに高利得で、かつその
利得の波長特性をより広い波長範囲に亘って平坦化する
ことができる。
に第一の発明はクラッド（屈折率ｎc ）の略軸心部に、
希土類元素が添加されたプライマリークラッド（屈折率
ｎp ，ｎp ≦ｎp ）で覆われると共に希土類元素とＡｌ
が共添加されたコア（屈折率ｎw ，ｎw ＞ｎc，ｎp ）
を、複数所定の間隔Ｓを隔てて配置してなるものであ
る。従って、このような希土類元素添加マルチコアファ
イバを用いて図５に示すような光ファイバー増幅器を構
成した場合、従来のものよりさらに高利得で、かつその
利得の波長特性をより広い波長範囲に亘って平坦化する
ことができる。
【００１０】すなわち、上述したように従来のマルチコ
アファイバで図５に示すような光ファイバ増幅器を構成
し、そのコア間隔Ｓを大きくしていくと利得Ｇ（ｄＢ）
が大幅に低下していく（図４（従来例））という問題が
あったが、これは、図５に示すように、光アイソレータ
１０ａ，１０ｂ、ＷＤＭカプラ１１ａ，１１ｂがいずれ
もシングルモードファイバ１２ａ，１２ｂ（外径１２５
μｍ、コア径１０μｍ、比屈折差０．３％）で構成され
ているため、上記シングルモードファイバ１２ａ，１２
ｂと希土類元素添加マルチコアファイバ１とを接続した
場合、信号光及び励起光の一部が希土類元素とＡｌを共
添加した７つのコアの中以外に各々のコア外周に設けた
プライマリークラッド内を伝搬し、この各々のプライマ
リークラッド内を伝搬する信号光及び励起光のパワーが
コア間隔Ｓが大きくなるに従って増えるようになってい
たからであり、本発明者らが鋭意研究した結果、これ
は、各々のプライマリークラッド内には光の増幅に寄与
する希土類元素が添加されていないため、コア間隔Ｓを
大きくしていくほど利得が低下することが原因であるこ
とが分かった。そこで、本発明は上述したように各々の
プライマリークラッド内にも希土類元素を添加すること
で、利得の増大を図るようにしたものである。
アファイバで図５に示すような光ファイバ増幅器を構成
し、そのコア間隔Ｓを大きくしていくと利得Ｇ（ｄＢ）
が大幅に低下していく（図４（従来例））という問題が
あったが、これは、図５に示すように、光アイソレータ
１０ａ，１０ｂ、ＷＤＭカプラ１１ａ，１１ｂがいずれ
もシングルモードファイバ１２ａ，１２ｂ（外径１２５
μｍ、コア径１０μｍ、比屈折差０．３％）で構成され
ているため、上記シングルモードファイバ１２ａ，１２
ｂと希土類元素添加マルチコアファイバ１とを接続した
場合、信号光及び励起光の一部が希土類元素とＡｌを共
添加した７つのコアの中以外に各々のコア外周に設けた
プライマリークラッド内を伝搬し、この各々のプライマ
リークラッド内を伝搬する信号光及び励起光のパワーが
コア間隔Ｓが大きくなるに従って増えるようになってい
たからであり、本発明者らが鋭意研究した結果、これ
は、各々のプライマリークラッド内には光の増幅に寄与
する希土類元素が添加されていないため、コア間隔Ｓを
大きくしていくほど利得が低下することが原因であるこ
とが分かった。そこで、本発明は上述したように各々の
プライマリークラッド内にも希土類元素を添加すること
で、利得の増大を図るようにしたものである。
【００１１】また、第二の発明は、プライマリークラッ
ド（屈折率ｎp ）内に希土類元素が添加された中間層
（屈折率ｎI , ｎI ≦ｎc ）を介して、希土類元素とＡ
ｌが共添加されたコア（屈折率ｎw ，ｎw ＞ｎc ）を備
えたものであるため、コア間隔Ｓの大部分は希土類元素
が添加された中間層が占めることになり、第一の発明の
効果と同様にコア間隔Ｓを大きくしていっても利得の低
下を少なくすることができる。
ド（屈折率ｎp ）内に希土類元素が添加された中間層
（屈折率ｎI , ｎI ≦ｎc ）を介して、希土類元素とＡ
ｌが共添加されたコア（屈折率ｎw ，ｎw ＞ｎc ）を備
えたものであるため、コア間隔Ｓの大部分は希土類元素
が添加された中間層が占めることになり、第一の発明の
効果と同様にコア間隔Ｓを大きくしていっても利得の低
下を少なくすることができる。
【００１２】また、第三の発明は、上記クラッド径が１
２５μｍ、コアの数が７個、各々のコア間隔が１．０μ
ｍ〜１．５μｍであり、かつ、上記コアとクラッドある
いはプライマリークラッドとの比屈折率差が少なくとも
１％以上としたものであり、また、第四及び第五の発明
は上記コア内の希土類元素濃度が少なくとも２００ｐｐ
ｍ以上、Ａｌの濃度が少なくとも７０００ｐｐｍ以上で
あり、かつ、上記プライマリークラッド又は中間層の希
土類元素濃度が少なくとも５０ｐｐｍ以上としたもので
ある。すなわち、この第三〜第五の発明は、利得の波長
特性をより広い範囲に亘って平坦にできる条件下で、高
利得化を実現する希土類元素添加マルチコアファイバの
構造パラメータ及び希土類元素などの添加量を具体的に
特定したものである。
２５μｍ、コアの数が７個、各々のコア間隔が１．０μ
ｍ〜１．５μｍであり、かつ、上記コアとクラッドある
いはプライマリークラッドとの比屈折率差が少なくとも
１％以上としたものであり、また、第四及び第五の発明
は上記コア内の希土類元素濃度が少なくとも２００ｐｐ
ｍ以上、Ａｌの濃度が少なくとも７０００ｐｐｍ以上で
あり、かつ、上記プライマリークラッド又は中間層の希
土類元素濃度が少なくとも５０ｐｐｍ以上としたもので
ある。すなわち、この第三〜第五の発明は、利得の波長
特性をより広い範囲に亘って平坦にできる条件下で、高
利得化を実現する希土類元素添加マルチコアファイバの
構造パラメータ及び希土類元素などの添加量を具体的に
特定したものである。
【００１３】また、第六の発明は上記透明コアガラスロ
ッド内の希土類元素濃度が、その軸部から径方向外方に
なるに従って減少するような傾斜分布を示すようにした
ものであり、これによって利得の波長特性のより平坦化
が達成される。
ッド内の希土類元素濃度が、その軸部から径方向外方に
なるに従って減少するような傾斜分布を示すようにした
ものであり、これによって利得の波長特性のより平坦化
が達成される。
【００１４】また、第七の発明は中間層内には希土類元
素と共にＦを添加したものであり、これによってクラッ
ドと中間層との比屈折率差のより大きくすることがで
き、その結果、より高利得化を達成することができる。
素と共にＦを添加したものであり、これによってクラッ
ドと中間層との比屈折率差のより大きくすることがで
き、その結果、より高利得化を達成することができる。
【００１５】また、第九及び第十の発明は、Ａｌを含ん
だコア用スート状ガラスロッドを作製した後、そのガラ
スロッドの外周へプライマリークラッド用スートガラス
膜を形成する等の工程により、スート状ガラスロッドを
作成し、このスート状ガラスロッドを希土類元素化合物
溶液中へ含浸してその内部に希土類元素化合物を浸透さ
せる工程と、このスート状ガラスロッドを溶液中から引
き上げた後、乾燥焼結してプライマリークラッド付きの
Ｅｒ−Ａｌ共添加ＳｉＯ2 系の透明コアガラスロッドを
作製する工程と、この透明コアガラスロッドを複数本束
ねて石英管内へ挿入した後、その外側から加熱して石英
管を透明コアガラスロッドの周囲に溶着させて中実のガ
ラスロッド化したプリフォームを作製する工程と、この
プリフォームを溶融後線引きして光ファイバ化する工程
とを備えたものであり、このような工程によって上述し
たような、高利得で、かつその利得の波長特性をより広
い波長範囲に亘って平坦化できる光ファイバを容易かつ
精度良く、しかも経済的に得ることができる。
だコア用スート状ガラスロッドを作製した後、そのガラ
スロッドの外周へプライマリークラッド用スートガラス
膜を形成する等の工程により、スート状ガラスロッドを
作成し、このスート状ガラスロッドを希土類元素化合物
溶液中へ含浸してその内部に希土類元素化合物を浸透さ
せる工程と、このスート状ガラスロッドを溶液中から引
き上げた後、乾燥焼結してプライマリークラッド付きの
Ｅｒ−Ａｌ共添加ＳｉＯ2 系の透明コアガラスロッドを
作製する工程と、この透明コアガラスロッドを複数本束
ねて石英管内へ挿入した後、その外側から加熱して石英
管を透明コアガラスロッドの周囲に溶着させて中実のガ
ラスロッド化したプリフォームを作製する工程と、この
プリフォームを溶融後線引きして光ファイバ化する工程
とを備えたものであり、このような工程によって上述し
たような、高利得で、かつその利得の波長特性をより広
い波長範囲に亘って平坦化できる光ファイバを容易かつ
精度良く、しかも経済的に得ることができる。
【００１６】また、第十一及び第十二の発明は、Ａｌを
含んだコア用スート状ガラスロッドを作製した後、その
スート状ガラスロッドの外周へ中間層用スートガラス膜
を形成する等の工程により、Ａｌを含んだコアの周囲に
中間層を備えた中間層付きスート状ガラスロッドを作製
し、このスート状ガラスロッドを希土類元素化合物溶液
中へ含浸してその内部にＥｒ化合物を浸透させる工程
と、このスート状ガラスロッドを溶液中から引き上げた
後、乾燥焼結して中間層付きの希土類元素−Ａｌ共添加
ＳｉＯ2 系の透明コアガラスロッドを作製する工程と、
この透明コアガラスロッドの外周へプライマリークラッ
ドを被覆する工程と、このプライマリークラッド付き透
明コアガラスロッドを複数本束ねて石英管内へ挿入した
後、その外側から加熱して石英管を透明コアガラスロッ
ドの周囲に溶着させて中実のガラスロッド化したプリフ
ォームを作製する工程と、このプリフォームを溶融後線
引きして光ファイバ化する工程とを備えたものであり、
このような工程によって上述したような、高利得で、か
つその利得の波長特性をより広い波長範囲に亘って平坦
化できる中間層付き光ファイバを容易かつ精度良く、し
かも経済的に得ることができる。
含んだコア用スート状ガラスロッドを作製した後、その
スート状ガラスロッドの外周へ中間層用スートガラス膜
を形成する等の工程により、Ａｌを含んだコアの周囲に
中間層を備えた中間層付きスート状ガラスロッドを作製
し、このスート状ガラスロッドを希土類元素化合物溶液
中へ含浸してその内部にＥｒ化合物を浸透させる工程
と、このスート状ガラスロッドを溶液中から引き上げた
後、乾燥焼結して中間層付きの希土類元素−Ａｌ共添加
ＳｉＯ2 系の透明コアガラスロッドを作製する工程と、
この透明コアガラスロッドの外周へプライマリークラッ
ドを被覆する工程と、このプライマリークラッド付き透
明コアガラスロッドを複数本束ねて石英管内へ挿入した
後、その外側から加熱して石英管を透明コアガラスロッ
ドの周囲に溶着させて中実のガラスロッド化したプリフ
ォームを作製する工程と、このプリフォームを溶融後線
引きして光ファイバ化する工程とを備えたものであり、
このような工程によって上述したような、高利得で、か
つその利得の波長特性をより広い波長範囲に亘って平坦
化できる中間層付き光ファイバを容易かつ精度良く、し
かも経済的に得ることができる。
【００１７】また、第八及び第十三の発明は希土類元素
としてＥｒを用い、これによって上述したような効果を
得ることができるが、上述した各発明はこのＥｒの他
に、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｓｍ、Ｔｍ等を少なくとも１種
含んだものも適用することができる。尚、上述したコア
の数は少なくとも３個以上からなれば、特に限定される
ものではなく、例えば、３個、７個、９個、１９個など
として用いられる。
としてＥｒを用い、これによって上述したような効果を
得ることができるが、上述した各発明はこのＥｒの他
に、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｓｍ、Ｔｍ等を少なくとも１種
含んだものも適用することができる。尚、上述したコア
の数は少なくとも３個以上からなれば、特に限定される
ものではなく、例えば、３個、７個、９個、１９個など
として用いられる。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を説明
する。
する。
【００１９】図１は本発明に係る希土類元素添加マルチ
コアファイバの実施の一形態、図２は他の実施の形態を
示す拡大横断面図である。図示するように、これら両形
態の希土類元素添加マルチコアファイバ１は、断面円形
に形成されたクラッド５の略軸心部にコア２，２同士が
一定の間隔Ｓを隔てるようにして７本配置されている。
尚、このクラッド５はＳｉＯ2 、あるいはＦ、Ｇｅ等の
屈折率制御用添加物を含んだＳｉＯ2 からなり、通常、
その外径は１２５μｍに設定されている。
コアファイバの実施の一形態、図２は他の実施の形態を
示す拡大横断面図である。図示するように、これら両形
態の希土類元素添加マルチコアファイバ１は、断面円形
に形成されたクラッド５の略軸心部にコア２，２同士が
一定の間隔Ｓを隔てるようにして７本配置されている。
尚、このクラッド５はＳｉＯ2 、あるいはＦ、Ｇｅ等の
屈折率制御用添加物を含んだＳｉＯ2 からなり、通常、
その外径は１２５μｍに設定されている。
【００２０】そして、図１に示す実施の形態において、
各コア２には、ＥｒとＡｌが共添加されており、そのコ
ア２を囲繞するように、その周囲にＥｒが添加されたプ
ライマリークラッド３が被覆されている。このプライマ
リークラッド３は屈折率ｎp がコア２の屈折率ｎw より
も低く、また、クラッド５の屈折率ｎc と等しいか、そ
れよりも低い値のものであり、材質としては、Ｅｒを添
加したＳｉＯ2 、あるいはＥｒとＦを添加したＳｉＯ2
が用いられている。さらに、このプライマリークラッド
３の厚さはコア２同士の間隔Ｓが１．０μｍ〜１．５μ
ｍの範囲になるように設定されている。また、このプラ
イマリークラッド３内のＥｒの添加量は少なくとも５０
ｐｐｍ以上であり、その濃度は、後述するように、プラ
イマリークラッド３の厚さ方向に分布を持っていてもよ
く、あるいは一定となっている。尚、このＥｒの添加量
は多ければ多いほど、増幅に寄与する割合が高くなる
が、その上限はコア２内のＥｒ添加量を超えないように
設定する必要がある。
各コア２には、ＥｒとＡｌが共添加されており、そのコ
ア２を囲繞するように、その周囲にＥｒが添加されたプ
ライマリークラッド３が被覆されている。このプライマ
リークラッド３は屈折率ｎp がコア２の屈折率ｎw より
も低く、また、クラッド５の屈折率ｎc と等しいか、そ
れよりも低い値のものであり、材質としては、Ｅｒを添
加したＳｉＯ2 、あるいはＥｒとＦを添加したＳｉＯ2
が用いられている。さらに、このプライマリークラッド
３の厚さはコア２同士の間隔Ｓが１．０μｍ〜１．５μ
ｍの範囲になるように設定されている。また、このプラ
イマリークラッド３内のＥｒの添加量は少なくとも５０
ｐｐｍ以上であり、その濃度は、後述するように、プラ
イマリークラッド３の厚さ方向に分布を持っていてもよ
く、あるいは一定となっている。尚、このＥｒの添加量
は多ければ多いほど、増幅に寄与する割合が高くなる
が、その上限はコア２内のＥｒ添加量を超えないように
設定する必要がある。
【００２１】一方、図２に示す実施の形態では、Ｅｒと
Ａｌが共添加されたコア２を囲繞するように、その周囲
にＥｒが添加された中間層６が被覆され、さらにその中
間層６の周囲に希土類元素が添加されていないプライマ
リークラッド４が被覆されて形成されている。このプラ
イマリークラッド４は屈折率ｎp がコア２の屈折率ｎw
よりも低く、また、クラッド５の屈折率ｎc と等しい
か、それよりも低く、さらに中間層６の屈折率ｎI と等
しいか、それよりも高い値に設定されている。そして、
このプライマリークラッド４の材質としては、図１に示
したものとは異なり、Ｅｒを添加しないＳｉＯ2 、ある
いはＦ，ＢまたはＧｅを添加したＳｉＯ2 が用いられて
いる。さらに、このプライマリークラッド４の厚さは中
間層６の厚みに比して充分薄く設定されている。また、
中間層６はＥｒが少なくとも５０ｐｐｍ以上添加された
ＳｉＯ2 、あるいはこのＳｉＯ2 にさらにＦを添加した
ものであり、この中間層６を伝搬した信号光を増幅させ
る作用を担うようになっている。そして、この中間層６
の厚みを制御することで各々のコア２同士の間隔Ｓを調
整するようになっている。尚、この中間層内のＥｒの添
加量は図１に示すものと同様、多ければ多いほど、増幅
に寄与する割合が高くなるが、その上限はコア２内のＥ
ｒ添加量を超えないように設定する必要がある。また、
上記した両実施の形態において、コア２はいずれもＥｒ
とＡｌを共添加したＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 系材質、あるい
はＥｒとＡｌを共添加したＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 −Ｐ2 Ｏ
2 系材質、さらにはＥｒとＡｌを共添加したＳｉＯ2 −
Ｐ2 Ｏ2 系材質等を用いることができ、これらのコア２
の直径Ｄは、前述したシングルモードファイバのモード
フィールド径（約１０μｍ）と略等しくなるように、
１．数μｍ〜２．数μｍの範囲に設定されて、またコア
２とクラッド５あるいはプライマリークラッド３との比
屈折率差Δは少なくとも１％以上に設定されている。そ
して、この比屈折率Δは高い程、高利得化には有利であ
り、例えば、クラッド５やプライマリークラッド３内に
Ｆを添加することにより、比屈折率Δを最大で２．５％
程度まで高くすることができる。また、コア２内のＥｒ
の添加量は少なくとも２００ｐｐｍ以上で、１５００ｐ
ｐｍ程度まで高濃度に添加することができる。そして、
この添加量も多いほど利得の波長特性の平坦化に有利と
なり、少なくとも７０００ｐｐｍ以上必要であり、上限
としては３．５％程度まで高濃度に添加することができ
る。尚、コア２内へのＥｒの添加量の増大化は高利得化
を図る上で有効に作用する。また、上述したように、こ
のコア２内へ添加する希土類元素としてＥｒ以外にＹ
ｂ、Ｃｅなどを共添加することもできる。
Ａｌが共添加されたコア２を囲繞するように、その周囲
にＥｒが添加された中間層６が被覆され、さらにその中
間層６の周囲に希土類元素が添加されていないプライマ
リークラッド４が被覆されて形成されている。このプラ
イマリークラッド４は屈折率ｎp がコア２の屈折率ｎw
よりも低く、また、クラッド５の屈折率ｎc と等しい
か、それよりも低く、さらに中間層６の屈折率ｎI と等
しいか、それよりも高い値に設定されている。そして、
このプライマリークラッド４の材質としては、図１に示
したものとは異なり、Ｅｒを添加しないＳｉＯ2 、ある
いはＦ，ＢまたはＧｅを添加したＳｉＯ2 が用いられて
いる。さらに、このプライマリークラッド４の厚さは中
間層６の厚みに比して充分薄く設定されている。また、
中間層６はＥｒが少なくとも５０ｐｐｍ以上添加された
ＳｉＯ2 、あるいはこのＳｉＯ2 にさらにＦを添加した
ものであり、この中間層６を伝搬した信号光を増幅させ
る作用を担うようになっている。そして、この中間層６
の厚みを制御することで各々のコア２同士の間隔Ｓを調
整するようになっている。尚、この中間層内のＥｒの添
加量は図１に示すものと同様、多ければ多いほど、増幅
に寄与する割合が高くなるが、その上限はコア２内のＥ
ｒ添加量を超えないように設定する必要がある。また、
上記した両実施の形態において、コア２はいずれもＥｒ
とＡｌを共添加したＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 系材質、あるい
はＥｒとＡｌを共添加したＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 −Ｐ2 Ｏ
2 系材質、さらにはＥｒとＡｌを共添加したＳｉＯ2 −
Ｐ2 Ｏ2 系材質等を用いることができ、これらのコア２
の直径Ｄは、前述したシングルモードファイバのモード
フィールド径（約１０μｍ）と略等しくなるように、
１．数μｍ〜２．数μｍの範囲に設定されて、またコア
２とクラッド５あるいはプライマリークラッド３との比
屈折率差Δは少なくとも１％以上に設定されている。そ
して、この比屈折率Δは高い程、高利得化には有利であ
り、例えば、クラッド５やプライマリークラッド３内に
Ｆを添加することにより、比屈折率Δを最大で２．５％
程度まで高くすることができる。また、コア２内のＥｒ
の添加量は少なくとも２００ｐｐｍ以上で、１５００ｐ
ｐｍ程度まで高濃度に添加することができる。そして、
この添加量も多いほど利得の波長特性の平坦化に有利と
なり、少なくとも７０００ｐｐｍ以上必要であり、上限
としては３．５％程度まで高濃度に添加することができ
る。尚、コア２内へのＥｒの添加量の増大化は高利得化
を図る上で有効に作用する。また、上述したように、こ
のコア２内へ添加する希土類元素としてＥｒ以外にＹ
ｂ、Ｃｅなどを共添加することもできる。
【００２２】図６（Ａ）（Ｂ）は図１に係るプライマリ
クラッド３付きのコア２の断面（ａ）と、その断面内の
屈折率分布（ｂ）と、その断面のＥｒ濃度分布（ｃ）を
それぞれ示したものである。図示するように、屈折率分
布は（Ａ）の場合にはコア２内は一定であるが、（Ｂ）
の場合には連続的に変化した分布を持たせたものであ
る。コア２とプライマリークラッド３との間の比屈折率
Δを（Ａ）（Ｂ）の場合で略同じにするためには、
（Ｂ）のコア２内の最大屈折率値を高くする。コア２及
びプライマリークラッド３内のＥｒ濃度は（Ａ）のよう
に疑似ステップに近い分布や（Ｂ）のようにガラス分布
に近い分布のものを用いることができる。
クラッド３付きのコア２の断面（ａ）と、その断面内の
屈折率分布（ｂ）と、その断面のＥｒ濃度分布（ｃ）を
それぞれ示したものである。図示するように、屈折率分
布は（Ａ）の場合にはコア２内は一定であるが、（Ｂ）
の場合には連続的に変化した分布を持たせたものであ
る。コア２とプライマリークラッド３との間の比屈折率
Δを（Ａ）（Ｂ）の場合で略同じにするためには、
（Ｂ）のコア２内の最大屈折率値を高くする。コア２及
びプライマリークラッド３内のＥｒ濃度は（Ａ）のよう
に疑似ステップに近い分布や（Ｂ）のようにガラス分布
に近い分布のものを用いることができる。
【００２３】一方、図７（Ａ）（Ｂ）は図２に係るプラ
イマリークラッド４及び中間層６付きコア２の断面
（ａ）と、その断面内の屈折率分布（ｂ）と、その断面
のＥｒ濃度分布（ｃ）をそれぞれ示したものである。図
示するように、屈折率分布は（Ａ）の場合には中間層６
とプライマリークラッド４の屈折率がほぼ等しくてステ
ップ型を呈しているが、（Ｂ）の場合には中間層６の屈
折率がプライマリークラッド４の屈折率よりも低く、全
体としてＷ型の屈折率分布を構成している。次に、コア
２及び中間層６のＥｒ分布は（Ａ）の（ｃ）に示すよう
に、疑似ステップに近い場合、（Ｂ）の（ｃ）のように
ガウス分布に近い場合の２種類を用いることができる。
尚、図６及び図７に示すような分布は、後述の製造方法
で示すようにＥｒ化合物溶液中へのスートガラスロッド
の含浸時間、Ｅｒ化合物溶液のＥｒの濃度、上記溶液中
から引き上げた後の乾燥時間、焼結時間及び焼結温度等
を制御することによって調節することができる。
イマリークラッド４及び中間層６付きコア２の断面
（ａ）と、その断面内の屈折率分布（ｂ）と、その断面
のＥｒ濃度分布（ｃ）をそれぞれ示したものである。図
示するように、屈折率分布は（Ａ）の場合には中間層６
とプライマリークラッド４の屈折率がほぼ等しくてステ
ップ型を呈しているが、（Ｂ）の場合には中間層６の屈
折率がプライマリークラッド４の屈折率よりも低く、全
体としてＷ型の屈折率分布を構成している。次に、コア
２及び中間層６のＥｒ分布は（Ａ）の（ｃ）に示すよう
に、疑似ステップに近い場合、（Ｂ）の（ｃ）のように
ガウス分布に近い場合の２種類を用いることができる。
尚、図６及び図７に示すような分布は、後述の製造方法
で示すようにＥｒ化合物溶液中へのスートガラスロッド
の含浸時間、Ｅｒ化合物溶液のＥｒの濃度、上記溶液中
から引き上げた後の乾燥時間、焼結時間及び焼結温度等
を制御することによって調節することができる。
【００２４】次に、図１に示す希土類元素添加マルチコ
アファイバの製造方法の一例を説明する。図８に示すよ
うに、先ず、ＶＡＤ法を用いてコア内にＡｌを含んだプ
ライマリークラッド付きコアのスート状ガラスロッドを
一括全合成により作製する。このコアの組成はＳｉＯ2
−ＧｅＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 からなり、プライマリークラッ
ドの組成はＳｉＯ2 、あるいはＦを添加したＳｉＯ2 か
らなる。次に、このスート状ガラスロッドをＥｒ化合物
溶液中へ含浸させる。この含浸プロセスにおいて、含浸
時間をコントロールすることにより、スート状ガラスロ
ッド内に図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すようなＥｒ濃度分
布をもたせる。その後、このスート状ガラスロッドをＥ
ｒ化合物溶液中から引き上げて乾燥後、電気炉によって
焼結させてプライマリークラッド付きのＥｒ−Ａｌ共添
加ＳｉＯ2 系の透明コアガラスロッドを複数本作製し、
これらコアガラスロッドを纏めて石英管内に挿入する。
次いで、この石英管の片端面を酸水素バーナで溶着して
密封し、反対端面側から真空排気しつつ、片端面側から
反対端面側に向かって徐々に忠実のロッドとなるように
溶着（コラプス）して、忠実のプリフォームロッドにし
た後、最後に、このプリフォームロッドを光ファイバ線
引き装置を用いて、電気炉内に所望速度で挿入しつつ溶
融してきたプリフォームを引き出してドラムに巻き付
け、所望速度で線引きすることにより光ファイバを作製
することになる。
アファイバの製造方法の一例を説明する。図８に示すよ
うに、先ず、ＶＡＤ法を用いてコア内にＡｌを含んだプ
ライマリークラッド付きコアのスート状ガラスロッドを
一括全合成により作製する。このコアの組成はＳｉＯ2
−ＧｅＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 からなり、プライマリークラッ
ドの組成はＳｉＯ2 、あるいはＦを添加したＳｉＯ2 か
らなる。次に、このスート状ガラスロッドをＥｒ化合物
溶液中へ含浸させる。この含浸プロセスにおいて、含浸
時間をコントロールすることにより、スート状ガラスロ
ッド内に図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すようなＥｒ濃度分
布をもたせる。その後、このスート状ガラスロッドをＥ
ｒ化合物溶液中から引き上げて乾燥後、電気炉によって
焼結させてプライマリークラッド付きのＥｒ−Ａｌ共添
加ＳｉＯ2 系の透明コアガラスロッドを複数本作製し、
これらコアガラスロッドを纏めて石英管内に挿入する。
次いで、この石英管の片端面を酸水素バーナで溶着して
密封し、反対端面側から真空排気しつつ、片端面側から
反対端面側に向かって徐々に忠実のロッドとなるように
溶着（コラプス）して、忠実のプリフォームロッドにし
た後、最後に、このプリフォームロッドを光ファイバ線
引き装置を用いて、電気炉内に所望速度で挿入しつつ溶
融してきたプリフォームを引き出してドラムに巻き付
け、所望速度で線引きすることにより光ファイバを作製
することになる。
【００２５】また、図８の点線部で囲んだように、コア
内にＡｌを含んだプライマリークラッド付きコアのスー
トガラスロッドの作成方法として、先ずＡｌを含んだコ
ア用スートガラスロッドを作製し、次いでそのコア用ス
ート状ガラスロッドの外周へプライマリークラッド用ス
ートガラス膜を形成して作るようにしても良い。そし
て、いずれもＶＡＤ法で行い、例えば、２本の火炎加水
分解用バーナをロッド引き上げ方向に対して所望間隔を
保って配置させ、ロッドを引き上げながら、下方のバー
ナでＡｌを含んだコア用スートガラスロッドの作製を行
い、下方のバーナでプライマリークラッド用スートガラ
ス膜の形成を行うことにより実現することができる。
内にＡｌを含んだプライマリークラッド付きコアのスー
トガラスロッドの作成方法として、先ずＡｌを含んだコ
ア用スートガラスロッドを作製し、次いでそのコア用ス
ート状ガラスロッドの外周へプライマリークラッド用ス
ートガラス膜を形成して作るようにしても良い。そし
て、いずれもＶＡＤ法で行い、例えば、２本の火炎加水
分解用バーナをロッド引き上げ方向に対して所望間隔を
保って配置させ、ロッドを引き上げながら、下方のバー
ナでＡｌを含んだコア用スートガラスロッドの作製を行
い、下方のバーナでプライマリークラッド用スートガラ
ス膜の形成を行うことにより実現することができる。
【００２６】一方、図２に示すような中間層付き希土類
元素添加マルチコアファイバの製造方法の一例として
は、図９に示すように、先ず、ＶＡＤ法を用いてコア内
にＡｌを含んだ中間層付きのスート状ガラスロッドを一
括全合成により作製する。コアの組成は上記と同様、Ｓ
ｉＯ2 −ＧｅＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 からなり、中間層の組成
はＳｉＯ2 からなる。次に、このスート状ガラスロッド
をＥｒ化合物溶液中から引き上げて乾燥後、電気炉など
によって焼結させて透明ガラス化を図り、中間層付きの
コアガラスロッドとする。これによって中間層内にはＥ
ｒが添加され、コア内にはＥｒとＡｌが共添加される。
次に、この透明ガラスロッドの外周へ、例えば、外付け
ＣＶＤ法などを用いてプライマリークラッド（Ｓｉ
Ｏ2 ）を被覆して複数本のプライマリークラッド付きの
ガラスロッドを作製した後、図８と同様に、石英管内に
挿入し、溶着（コラプス）して、忠実のプリフォームロ
ッドにした後、線引きすることで図２に示すような中間
層付きの光ファイバを作製することになる。また、本発
明方法も上記発明方法と同様、図９中点線部で囲んだよ
うに、中間層付きスートガラスロッドを作製するに際し
て、先ず、Ａｌを含んだコア用スートガラスロッドを作
製した後、そのガラスロッドの外周へ中間層用スートガ
ラス膜を形成するようにしても良い。そして、これらは
いずれもＶＡＤ法で行い、例えば、２本の火炎加水分解
用バーナをロッド引き上げ方向に対して所望間隔を保っ
て配置させ、ロッドを引き上げながら下方のバーナでＡ
ｌを含んだコア用スートガラスロッドの作製を行い、上
方のバーナで中間層用スートガラス膜の形成を行うこと
で実現することができる。
元素添加マルチコアファイバの製造方法の一例として
は、図９に示すように、先ず、ＶＡＤ法を用いてコア内
にＡｌを含んだ中間層付きのスート状ガラスロッドを一
括全合成により作製する。コアの組成は上記と同様、Ｓ
ｉＯ2 −ＧｅＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 からなり、中間層の組成
はＳｉＯ2 からなる。次に、このスート状ガラスロッド
をＥｒ化合物溶液中から引き上げて乾燥後、電気炉など
によって焼結させて透明ガラス化を図り、中間層付きの
コアガラスロッドとする。これによって中間層内にはＥ
ｒが添加され、コア内にはＥｒとＡｌが共添加される。
次に、この透明ガラスロッドの外周へ、例えば、外付け
ＣＶＤ法などを用いてプライマリークラッド（Ｓｉ
Ｏ2 ）を被覆して複数本のプライマリークラッド付きの
ガラスロッドを作製した後、図８と同様に、石英管内に
挿入し、溶着（コラプス）して、忠実のプリフォームロ
ッドにした後、線引きすることで図２に示すような中間
層付きの光ファイバを作製することになる。また、本発
明方法も上記発明方法と同様、図９中点線部で囲んだよ
うに、中間層付きスートガラスロッドを作製するに際し
て、先ず、Ａｌを含んだコア用スートガラスロッドを作
製した後、そのガラスロッドの外周へ中間層用スートガ
ラス膜を形成するようにしても良い。そして、これらは
いずれもＶＡＤ法で行い、例えば、２本の火炎加水分解
用バーナをロッド引き上げ方向に対して所望間隔を保っ
て配置させ、ロッドを引き上げながら下方のバーナでＡ
ｌを含んだコア用スートガラスロッドの作製を行い、上
方のバーナで中間層用スートガラス膜の形成を行うこと
で実現することができる。
【００２７】さらに、図１０に示すように、中間層内に
Ｆを添加するようにしても良い。中間層内にＦを添加す
る場合、プライマリクラッド及びクラッドもＦを添加し
たＳｉＯ2 とすることにより、図７（Ａ）の屈折率分布
を得ることができ、また、プライマリクラッド及びクラ
ッドをＳｉＯ2 またはＧｅを添加したＳｉＯ2 とするこ
とにより、図７（Ｂ）の屈折率分布を得ることが出来
る。
Ｆを添加するようにしても良い。中間層内にＦを添加す
る場合、プライマリクラッド及びクラッドもＦを添加し
たＳｉＯ2 とすることにより、図７（Ａ）の屈折率分布
を得ることができ、また、プライマリクラッド及びクラ
ッドをＳｉＯ2 またはＧｅを添加したＳｉＯ2 とするこ
とにより、図７（Ｂ）の屈折率分布を得ることが出来
る。
【００２８】
【実施例】次に、このような製造方法によって得られた
以下の表１に示す希土類元素添加マルチコアファイバを
用いて図５に示すような光ファイバ増幅器を構成した場
合の光ファイバ増幅器の特性を測定したところ、図４に
示すような結果が得られた。
以下の表１に示す希土類元素添加マルチコアファイバを
用いて図５に示すような光ファイバ増幅器を構成した場
合の光ファイバ増幅器の特性を測定したところ、図４に
示すような結果が得られた。
【００２９】
【表１】
【００３０】尚、図４中、実線で示す実施例１は本発明
に係る図６（Ａ）の特性（Ｅｒ濃度分布及びその屈折率
分布）を有するマルチコアファイバ、一点破線で示す実
施例２は同じく本発明に係る図６（Ｂ）の特性を有する
マルチコアファイバ、二点破線で示す実施例３は同じく
本発明に係る図７（Ａ）の特性を有するマルチコアファ
イバ、破線で示す実施例４は同じく本発明に係る図７
（Ｂ）の特性を有するマルチコアファイバに関するそれ
ぞれの利得Ｇ（ｄＢ）とコア間隔Ｓ（μｍ）との関係を
示したものである。
に係る図６（Ａ）の特性（Ｅｒ濃度分布及びその屈折率
分布）を有するマルチコアファイバ、一点破線で示す実
施例２は同じく本発明に係る図６（Ｂ）の特性を有する
マルチコアファイバ、二点破線で示す実施例３は同じく
本発明に係る図７（Ａ）の特性を有するマルチコアファ
イバ、破線で示す実施例４は同じく本発明に係る図７
（Ｂ）の特性を有するマルチコアファイバに関するそれ
ぞれの利得Ｇ（ｄＢ）とコア間隔Ｓ（μｍ）との関係を
示したものである。
【００３１】この結果、図４から分かるように、従来の
マルチコアファイバーの場合はコア間隔Ｓが大きくなる
に従って利得Ｇが大きく減少するのに対し、本発明に係
るマルチコアファイバーの場合はいずれの例であって
も、コア間隔Ｓが大きくしても利得Ｇが殆ど減少せず
に、高利得な特性を示していることが実証された。例え
ば、実施例１に示すマルチコアファイバでは、その利得
の波長特性は、信号入力パワーが−１７ｄＢｍの場合、
利得は３５ｄＢで、その利得の１ｄＢ帯域幅は２６ｎｍ
であった。また、信号入力パワーが−１０ｄＢｍの場
合、利得は２９ｄＢで、その利得の１ｄＢ帯域幅は５１
ｎｍであり、従来のＥｒ添加光ファイバ増幅器の１ｄＢ
帯域幅に比べ、１．５倍から２．２倍も広い帯域幅を示
しているのがわかる。
マルチコアファイバーの場合はコア間隔Ｓが大きくなる
に従って利得Ｇが大きく減少するのに対し、本発明に係
るマルチコアファイバーの場合はいずれの例であって
も、コア間隔Ｓが大きくしても利得Ｇが殆ど減少せず
に、高利得な特性を示していることが実証された。例え
ば、実施例１に示すマルチコアファイバでは、その利得
の波長特性は、信号入力パワーが−１７ｄＢｍの場合、
利得は３５ｄＢで、その利得の１ｄＢ帯域幅は２６ｎｍ
であった。また、信号入力パワーが−１０ｄＢｍの場
合、利得は２９ｄＢで、その利得の１ｄＢ帯域幅は５１
ｎｍであり、従来のＥｒ添加光ファイバ増幅器の１ｄＢ
帯域幅に比べ、１．５倍から２．２倍も広い帯域幅を示
しているのがわかる。
【００３２】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、以下に示
すような優れた効果を発揮する。
すような優れた効果を発揮する。
【００３３】（１）プライマリークラッド、あるいはコ
アとプライマリクラッドの間に設けられた中間層内にも
コアと同様に希土類元素を添加したため、コア間隔を大
きくしていっても利得の低下が無く高利得を維持しつ
つ、かつその利得の波長特性を広い波長範囲に亘って平
坦化することができる。
アとプライマリクラッドの間に設けられた中間層内にも
コアと同様に希土類元素を添加したため、コア間隔を大
きくしていっても利得の低下が無く高利得を維持しつ
つ、かつその利得の波長特性を広い波長範囲に亘って平
坦化することができる。
【００３４】（２）従って、励起光のパワーを有効に活
用することが可能となるため、励起光のパワーを低くす
ることができると共に、従来の光ファイバよりもファイ
バの長さを短くすることができる。
用することが可能となるため、励起光のパワーを低くす
ることができると共に、従来の光ファイバよりもファイ
バの長さを短くすることができる。
【００３５】（３）また、このような高利得で高帯域特
性を有する光ファイバ増幅器用のマルチコア光ファイバ
を精度良く、かつ経済的に作ることができる。
性を有する光ファイバ増幅器用のマルチコア光ファイバ
を精度良く、かつ経済的に作ることができる。
【図１】本発明に係る希土類元素添加マルチコアファイ
バの一形態を示す拡大横断面図である。
バの一形態を示す拡大横断面図である。
【図２】本発明に係る希土類元素添加マルチコアファイ
バ（中間層付き）の一形態を示す拡大横断面図である。
バ（中間層付き）の一形態を示す拡大横断面図である。
【図３】従来の希土類元素添加マルチコアファイバの製
造方法の一例を示す工程図である。
造方法の一例を示す工程図である。
【図４】本発明に係る希土類元素添加マルチコアファイ
バの特性及び従来例を示すグラフ図である。
バの特性及び従来例を示すグラフ図である。
【図５】希土類元素添加マルチコアファイバを用いた光
ファイバ増幅器を示す構成図である。
ファイバ増幅器を示す構成図である。
【図６】図１に示す希土類元素添加マルチコアファイバ
のコア付近の断面図（ａ）、その断面内の屈折率分布図
（ｂ）、その断面内のＥｒ濃度分布図（ｃ）である。
のコア付近の断面図（ａ）、その断面内の屈折率分布図
（ｂ）、その断面内のＥｒ濃度分布図（ｃ）である。
【図７】図２に示す希土類元素添加マルチコアファイバ
のコア付近の断面図（ａ）、その断面内の屈折率分布図
（ｂ）、その断面内のＥｒ濃度分布図（ｃ）である。
のコア付近の断面図（ａ）、その断面内の屈折率分布図
（ｂ）、その断面内のＥｒ濃度分布図（ｃ）である。
【図８】本発明に係る希土類元素添加マルチコアファイ
バの製造方法を示す工程図である。
バの製造方法を示す工程図である。
【図９】本発明に係る希土類元素添加マルチコアファイ
バ（中間層付き）の製造方法を示す工程図である。
バ（中間層付き）の製造方法を示す工程図である。
【図１０】本発明に係る希土類元素添加マルチコアファ
イバ（中間層付き）の他の製造方法を示す工程図であ
る。
イバ（中間層付き）の他の製造方法を示す工程図であ
る。
１ 希土類元素添加マルチコアファイバ ２ コア ３ 希土類元素添加プライマリークラッド ４ プライマリークラッド ５ クラッド ６ 中間層
───────────────────────────────────────────────────── 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 6/22 Ｇ０２Ｂ 6/22 Ｇ０２Ｆ 1/35 ５０１ Ｇ０２Ｆ 1/35 ５０１ Ｈ０１Ｓ 3/07 Ｈ０１Ｓ 3/07 3/17 3/17 (72)発明者 阿部 淳 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内
Claims (13)
- 【請求項１】 クラッド（屈折率ｎc ）の略軸心部に、
希土類元素が添加されたプライマリークラッド（屈折率
ｎp ，ｎp ≦ｎc ）で覆われると共に希土類元素とＡｌ
が共添加されたコア（屈折率ｎw ，ｎw ＞ｎc ，ｎp ）
を、複数所定の間隔Ｓを隔てて配置してなることを特徴
とする希土類元素添加マルチコアファイバ。 - 【請求項２】 クラッド（屈折率ｎc ）の略軸心部に、
プライマリークラッド（屈折率ｎp ，ｎp ≦ｎc ）内に
希土類元素が添加された中間層（屈折率ｎI , ｎI ≦ｎ
c ，ｎp ）で覆われると共に希土類元素とＡｌが共添加
されたコア（屈折率ｎw , ｎw ＞ｎc ）を、複数所定の
間隔Ｓを隔てて配置してなることを特徴とする希土類元
素添加マルチコアファイバ。 - 【請求項３】 上記クラッド径が１２５μｍ、コアの数
が７個、各々のコア間隔が１．０μｍ〜１．５μｍであ
り、かつ、上記コアとクラッドあるいはプライマリーク
ラッドとの比屈折率差が少なくとも１％以上であること
を特徴とする請求項１又は２記載の希土類元素添加マル
チコアファイバ。 - 【請求項４】 請求項１又は３記載の希土類元素添加マ
ルチコアファイバにおいて、上記コア内の希土類元素濃
度が少なくとも２００ｐｐｍ以上、Ａｌの濃度が少なく
とも７０００ｐｐｍ以上であり、かつ、上記プライマリ
ークラッドの希土類元素濃度が少なくとも５０ｐｐｍ以
上であることを特徴とする希土類元素添加マルチコアフ
ァイバ。 - 【請求項５】 請求項２又は３記載の希土類元素添加マ
ルチコアファイバにおいて、上記コア内の希土類元素濃
度が少なくとも２００ｐｐｍ以上、Ａｌの濃度が少なく
とも７０００ｐｐｍ以上であり、かつ、上記中間層の希
土類元素濃度が少なくとも５０ｐｐｍ以上であることを
特徴とする希土類元素添加マルチコアファイバ。 - 【請求項６】 上記コア内の希土類元素濃度が、その軸
部から径方向外方になるに従って減少するような傾斜分
布を示していることを特徴とする請求項１〜５いずれか
に記載の希土類元素添加マルチコアファイバ。 - 【請求項７】 上記中間層内には希土類元素と共の他に
Ｆが添加され、その屈折率がその周囲のクラッド及びプ
ライマリークラッドの屈折率よりも低く設定されている
ことを特徴とする請求項２に記載の希土類元素添加マル
チコアファイバ。 - 【請求項８】 上記希土類元素がＥｒであることを特徴
とする請求項１〜７のいずれかに記載の希土類元素添加
マルチコアファイバ。 - 【請求項９】 Ａｌを含んだコアの周囲にプライマリー
クラッドを備えたスート状ガラスロッドを作製する工程
と、このスート状ガラスロッドを希土類元素化合物溶液
中へ含浸してその内部にＥｒ化合物を浸透させる工程
と、このスート状ガラスロッドを溶液中から引き上げた
後、乾燥焼結してプライマリークラッド付きの希土類元
素−Ａｌ共添加ＳｉＯ2 系の透明コアガラスロッドを作
製する工程と、この透明コアガラスロッドを複数本束ね
て石英管内へ挿入した後、その外側から加熱して石英管
を透明コアガラスロッドの周囲に溶着させて中実のガラ
スロッド化したプリフォームを作製する工程と、このプ
リフォームを溶融後線引きして光ファイバ化する工程と
を備えたことを特徴とする希土類元素添加マルチコアフ
ァイバの製造方法。 - 【請求項１０】 請求項９のプライマリークラッド付き
スート状ガラスロッドを作製する工程が、Ａｌを含んだ
コア用スート状ガラスロッドを作製した後、そのガラス
ロッドの外周へプライマリークラッド用スートガラス膜
を形成するようにしたことを特徴とする希土類元素添加
マルチコアファイバの製造方法。 - 【請求項１１】 Ａｌを含んだコアの周囲に中間層を備
えた中間層付きスート状ガラスロッドを作製する工程
と、このスート状ガラスロッドを希土類元素化合物溶液
中へ含浸してその内部にＥｒ化合物を浸透させる工程
と、このスート状ガラスロッドを溶液中から引き上げた
後、乾燥焼結して中間層付きの希土類元素−Ａｌ共添加
ＳｉＯ2 系の透明コアガラスロッドを作製する工程と、
この透明コアガラスロッドの外周へプライマリークラッ
ドを被覆する工程と、このプライマリークラッド付き透
明コアガラスロッドを複数本束ねて石英管内へ挿入した
後、その外側から加熱して石英管を透明コアガラスロッ
ドの周囲に溶着させて中実のガラスロッド化したプリフ
ォームを作製する工程と、このプリフォームを溶融後線
引きして光ファイバ化する工程とを備えたことを特徴と
する希土類元素添加マルチコアファイバの製造方法。 - 【請求項１２】 請求項１１の中間層付きスート状ガラ
スロッドを作製する工程が、Ａｌを含んだコア用スート
状ガラスロッドを作製した後、そのガラスロッドの外周
へ中間層用スートガラス膜を形成するようにしたことを
特徴とする希土類元素添加マルチコアファイバの製造方
法。 - 【請求項１３】 上記希土類元素としてＥｒを用いたこ
とを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の希土
類元素添加マルチコアファイバの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32193795A JP3439892B2 (ja) | 1995-12-11 | 1995-12-11 | 希土類元素添加マルチコアファイバ及びその製造方法 |
| US08/658,074 US5712941A (en) | 1995-12-11 | 1996-06-04 | Rare earth element-doped multiple-core optical fiber and method for fabricating the same |
| CA002178287A CA2178287C (en) | 1995-12-11 | 1996-06-05 | Rare earth element-doped multiple-core optical fiber and method for fabricating the same |
| GB9611663A GB2308203B (en) | 1995-12-11 | 1996-06-05 | Multiple-core optical fibers and method for fabricating the same |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32193795A JP3439892B2 (ja) | 1995-12-11 | 1995-12-11 | 希土類元素添加マルチコアファイバ及びその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09159846A true JPH09159846A (ja) | 1997-06-20 |
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Family
ID=18138089
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP3439892B2 (ja) |
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| GB (1) | GB2308203B (ja) |
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