JPH10261828A - 光ファイバ - Google Patents
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- JPH10261828A JPH10261828A JP9066634A JP6663497A JPH10261828A JP H10261828 A JPH10261828 A JP H10261828A JP 9066634 A JP9066634 A JP 9066634A JP 6663497 A JP6663497 A JP 6663497A JP H10261828 A JPH10261828 A JP H10261828A
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Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光増幅における増幅特性の広帯域化を実現す
る光ファイバを提供すること。 【解決手段】 光信号を直接的に増幅する光増幅装置２
に用いられる光ファイバ１において、石英ガラスを主材
としたコア１２に励起状態で誘導放出を生じさせる活性
元素とアルミニウムとが添加され、アルミニウムの添加
濃度が１.５〜３.５ｗｔ％となっている。
る光ファイバを提供すること。 【解決手段】 光信号を直接的に増幅する光増幅装置２
に用いられる光ファイバ１において、石英ガラスを主材
としたコア１２に励起状態で誘導放出を生じさせる活性
元素とアルミニウムとが添加され、アルミニウムの添加
濃度が１.５〜３.５ｗｔ％となっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光信号を直接増幅
する光ファイバ増幅装置に用いられる光ファイバに関す
るものである。
する光ファイバ増幅装置に用いられる光ファイバに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信の大容量高速化に伴い、ＷＤＭ伝
送方式（波長分割多重方式）の研究・開発が盛んに行わ
れている。このＷＤＭ伝送方式は、異なる波長領域に複
数の光信号を割り当てることにより、それら複数の光信
号を共通の伝送路で送信させる方式である。この伝送方
式を用いて長距離伝送を行う場合、伝送経路の途中に設
けられる光増幅装置において、異なる波長帯の光信号を
それぞれ均等に増幅することが要求される。つまり、そ
の光増幅装置は、増幅特性が広帯域なものであることが
必要である。
送方式（波長分割多重方式）の研究・開発が盛んに行わ
れている。このＷＤＭ伝送方式は、異なる波長領域に複
数の光信号を割り当てることにより、それら複数の光信
号を共通の伝送路で送信させる方式である。この伝送方
式を用いて長距離伝送を行う場合、伝送経路の途中に設
けられる光増幅装置において、異なる波長帯の光信号を
それぞれ均等に増幅することが要求される。つまり、そ
の光増幅装置は、増幅特性が広帯域なものであることが
必要である。
【０００３】ところで、光信号を直接的に増幅する光増
幅装置として、Ｅｒドープ光ファイバ増幅装置（以下、
「ＥＤＦＡ」という。）が知られている。このＥＤＦＡ
は、コアに希土類元素であるエルビウム（以下、単に
「Ｅｒ」と記す）を添加した光ファイバを用い、Ｅｒの
エネルギー準位差を利用して光信号を増幅する装置であ
る。ＥＤＦＡは光信号を電気信号に変換することなく直
接増幅できるため、前述のＷＤＭ伝送方式の中継地点で
の光増幅装置に適用すべく技術開発が進められている。
その技術開発の結果として次のような技術が報告され開
示されている。米国特許第５２７８８５０号公報には、
Ｅｒ添加の光ファイバのコアにアルミニウム（以下、単
に「Ａｌ」と記す。）を添加し、この光ファイバを用い
て光増幅すると、その増幅帯域幅が拡大することが記載
されている。また、文献 B.James Ainslie,JOURNAL OF
LIGHTWAVE TECHNOLOGY,Vol.9,No.2,PP220〜270には、ア
ルミニウムを高濃度で添加することにより、Ｅｒ添加光
ファイバ（以下、「ＥＤＦ」という。）の増幅波長帯域
が広がることが記載されている。更に、文献 N.Takeda
et al.,The Effect of Aluminum Concentration in EDF
on Gain Equalization of the Cascaded EDFA System,
OAA´96, FD16, 1996 には、アルミニウムを高濃度で
添加することによりＥＤＦの利得の波長依存性が平坦化
することが記載されている。
幅装置として、Ｅｒドープ光ファイバ増幅装置（以下、
「ＥＤＦＡ」という。）が知られている。このＥＤＦＡ
は、コアに希土類元素であるエルビウム（以下、単に
「Ｅｒ」と記す）を添加した光ファイバを用い、Ｅｒの
エネルギー準位差を利用して光信号を増幅する装置であ
る。ＥＤＦＡは光信号を電気信号に変換することなく直
接増幅できるため、前述のＷＤＭ伝送方式の中継地点で
の光増幅装置に適用すべく技術開発が進められている。
その技術開発の結果として次のような技術が報告され開
示されている。米国特許第５２７８８５０号公報には、
Ｅｒ添加の光ファイバのコアにアルミニウム（以下、単
に「Ａｌ」と記す。）を添加し、この光ファイバを用い
て光増幅すると、その増幅帯域幅が拡大することが記載
されている。また、文献 B.James Ainslie,JOURNAL OF
LIGHTWAVE TECHNOLOGY,Vol.9,No.2,PP220〜270には、ア
ルミニウムを高濃度で添加することにより、Ｅｒ添加光
ファイバ（以下、「ＥＤＦ」という。）の増幅波長帯域
が広がることが記載されている。更に、文献 N.Takeda
et al.,The Effect of Aluminum Concentration in EDF
on Gain Equalization of the Cascaded EDFA System,
OAA´96, FD16, 1996 には、アルミニウムを高濃度で
添加することによりＥＤＦの利得の波長依存性が平坦化
することが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ようにＥＤＦにＡｌを単に添加しても、ＥＤＦＡにおい
て十分な増幅特性が得られないという問題点がある。例
えば、ＥＤＦにＡｌを添加することにより、ＥＤＦＡに
よる増幅特性は、平坦化して増幅帯域が広がるが、波長
１５５０ｎｍの近傍で凹んだ部分（以下、「ｄｉｐ部
分」という。）を生ずる。この波長１５５０ｎｍの近傍
領域はＥＤＦＡの増幅特性において最も平坦化する領域
であり、この領域にｄｉｐ部分があるとＷＤＭ伝送方式
で使用できる波長領域が制限される。このため、伝送で
きる信号数（波長数）が少なくなり、実際の使用上極め
て不都合である。また、一つのＥＤＦＡの増幅特性にお
けるｄｉｐ部分の凹み程度が１ｄＢ以下であったとして
も、長距離伝送においては多段増幅を行うため、増幅特
性におけるｄｉｐ部分が重畳されて他の波長領域との増
幅利得差が大きなものとなり、結果的にＷＤＭ伝送にて
使用可能な波長域が制限されてしまう。
ようにＥＤＦにＡｌを単に添加しても、ＥＤＦＡにおい
て十分な増幅特性が得られないという問題点がある。例
えば、ＥＤＦにＡｌを添加することにより、ＥＤＦＡに
よる増幅特性は、平坦化して増幅帯域が広がるが、波長
１５５０ｎｍの近傍で凹んだ部分（以下、「ｄｉｐ部
分」という。）を生ずる。この波長１５５０ｎｍの近傍
領域はＥＤＦＡの増幅特性において最も平坦化する領域
であり、この領域にｄｉｐ部分があるとＷＤＭ伝送方式
で使用できる波長領域が制限される。このため、伝送で
きる信号数（波長数）が少なくなり、実際の使用上極め
て不都合である。また、一つのＥＤＦＡの増幅特性にお
けるｄｉｐ部分の凹み程度が１ｄＢ以下であったとして
も、長距離伝送においては多段増幅を行うため、増幅特
性におけるｄｉｐ部分が重畳されて他の波長領域との増
幅利得差が大きなものとなり、結果的にＷＤＭ伝送にて
使用可能な波長域が制限されてしまう。
【０００５】そこで本発明は、以上のような問題点を解
決するためになされたものであって、光増幅における増
幅特性の広帯域化を実現する光ファイバを提供すること
を目的とする。
決するためになされたものであって、光増幅における増
幅特性の広帯域化を実現する光ファイバを提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明の光ファ
イバは、光信号を直接的に増幅する光増幅装置に用いら
れる光ファイバにおいて、石英ガラスを主材としたコア
に励起状態で誘導放出を生じさせる活性元素とＡｌとが
少なくとも添加され、Ａｌの添加濃度が１.５〜３.５ｗ
ｔ％であることを特徴とする。
イバは、光信号を直接的に増幅する光増幅装置に用いら
れる光ファイバにおいて、石英ガラスを主材としたコア
に励起状態で誘導放出を生じさせる活性元素とＡｌとが
少なくとも添加され、Ａｌの添加濃度が１.５〜３.５ｗ
ｔ％であることを特徴とする。
【０００７】また本発明の光ファイバは、光信号を直接
的に増幅する光増幅装置に用いられる光ファイバにおい
て、石英ガラスを主材としたコアに励起状態で誘導放出
を生じさせる活性元素とＡｌとが少なくとも添加され、
Ａｌの添加濃度がほぼ２.５ｗｔ％であることを特徴と
する。
的に増幅する光増幅装置に用いられる光ファイバにおい
て、石英ガラスを主材としたコアに励起状態で誘導放出
を生じさせる活性元素とＡｌとが少なくとも添加され、
Ａｌの添加濃度がほぼ２.５ｗｔ％であることを特徴と
する。
【０００８】更に本発明の光ファイバは、光信号を直接
的に増幅する光増幅装置に用いられる光ファイバにおい
て、石英ガラスを主材としたコアに励起状態で誘導放出
を生じさせる活性元素とＡｌとが少なくとも添加され、
Ａｌの添加により光増幅装置の増幅特性における１５４
０〜１５６０ｎｍの光信号の波長内にて１５.５ｎｍ以
上の領域で光増幅装置の増幅利得の差がその増幅利得の
２％未満とされていることを特徴とする。
的に増幅する光増幅装置に用いられる光ファイバにおい
て、石英ガラスを主材としたコアに励起状態で誘導放出
を生じさせる活性元素とＡｌとが少なくとも添加され、
Ａｌの添加により光増幅装置の増幅特性における１５４
０〜１５６０ｎｍの光信号の波長内にて１５.５ｎｍ以
上の領域で光増幅装置の増幅利得の差がその増幅利得の
２％未満とされていることを特徴とする。
【０００９】これらの発明によれば、光増幅装置に用い
た際にその増幅利得特性の広帯域化が図れ、ＷＤＭ伝送
方式において多数の信号の伝送が可能となる。
た際にその増幅利得特性の広帯域化が図れ、ＷＤＭ伝送
方式において多数の信号の伝送が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、本発明
に係る実施形態の一例について説明する。なお、各図に
おいて同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
また、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致して
いない。
に係る実施形態の一例について説明する。なお、各図に
おいて同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
また、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致して
いない。
【００１１】図１は本実施形態に係る光ファイバの構成
概要図である。図１において、光ファイバ１は、主材を
石英ガラスとしたＥＤＦ（エルビウム添加光ファイバ）
であり、クラッド１１の中心部にコア１２が形成された
構造となっている。コア１２には、クラッド１１に対し
屈折率を増加させるためにＧｅ（ゲルマニウム）が添加
されると共に、励起状態で誘導放出を生じさせる活性元
素であるＥｒ（エルビウム）と、Ａｌ（アルミニウム）
がそれぞれ添加されている。このＡｌの添加濃度は、光
ファイバ１が光増幅装置であるＥＤＦＡに用いられた場
合、そのＥＤＦＡの増幅利得特性が平坦化されるように
設定され、例えば、１.５〜３.５ｗｔ％とされる。ま
た、より望ましくは、光ファイバ１におけるＡｌ添加濃
度はほぼ２.５ｗｔ％、即ち、２.５±０.４ｗｔ％とさ
れる。
概要図である。図１において、光ファイバ１は、主材を
石英ガラスとしたＥＤＦ（エルビウム添加光ファイバ）
であり、クラッド１１の中心部にコア１２が形成された
構造となっている。コア１２には、クラッド１１に対し
屈折率を増加させるためにＧｅ（ゲルマニウム）が添加
されると共に、励起状態で誘導放出を生じさせる活性元
素であるＥｒ（エルビウム）と、Ａｌ（アルミニウム）
がそれぞれ添加されている。このＡｌの添加濃度は、光
ファイバ１が光増幅装置であるＥＤＦＡに用いられた場
合、そのＥＤＦＡの増幅利得特性が平坦化されるように
設定され、例えば、１.５〜３.５ｗｔ％とされる。ま
た、より望ましくは、光ファイバ１におけるＡｌ添加濃
度はほぼ２.５ｗｔ％、即ち、２.５±０.４ｗｔ％とさ
れる。
【００１２】次に、図２に基づいて光ファイバ１を用い
た光増幅装置の一例について説明する。
た光増幅装置の一例について説明する。
【００１３】図２に示すように、光増幅装置２は、光フ
ァイバ１の誘導放出を利用して光信号の増幅を行うＥＤ
ＦＡ（Ｅｒドープ光ファイバ増幅装置）であり、光信号
の入力側（図２では右側）からカプラ２１、アイソレー
タ２２、光ファイバ１、アイソレータ２３が直列に順次
接続され、カプラ２１には励起光源２４が接続されて構
成されている。カプラ２１は、増幅すべき光信号と励起
光を合波するためのものであって、例えば光ＷＤＭカプ
ラが用いられる。アイソレータ２２、２３は、一定方向
のみ光の通過を許容するものであって、戻り光を防止す
るためのものである。励起光源２４は、光ファイバ１に
励起光を供給して光ファイバ１を励起状態とするための
ものであって、例えば、１４８０ｎｍ帯の半導体レーザ
などが用いられる。
ァイバ１の誘導放出を利用して光信号の増幅を行うＥＤ
ＦＡ（Ｅｒドープ光ファイバ増幅装置）であり、光信号
の入力側（図２では右側）からカプラ２１、アイソレー
タ２２、光ファイバ１、アイソレータ２３が直列に順次
接続され、カプラ２１には励起光源２４が接続されて構
成されている。カプラ２１は、増幅すべき光信号と励起
光を合波するためのものであって、例えば光ＷＤＭカプ
ラが用いられる。アイソレータ２２、２３は、一定方向
のみ光の通過を許容するものであって、戻り光を防止す
るためのものである。励起光源２４は、光ファイバ１に
励起光を供給して光ファイバ１を励起状態とするための
ものであって、例えば、１４８０ｎｍ帯の半導体レーザ
などが用いられる。
【００１４】この光増幅装置２によれば、励起光源２４
から励起光が光ファイバ１へ供給され光ファイバ１内の
電子が励起されて反転分布の状態となっているときに、
１５５０ｎｍ帯の光信号が光増幅装置２に入力される
と、その入力に誘導されて誘導放出が起こり、入力され
た光信号が増幅されて出力されることになる。このと
き、光信号の波長の相違に基づき増幅利得が若干異なる
ことになる。すなわち、この光増幅装置２は、光ファイ
バ１の特性に依存して、信号波長−増幅利得特性を有し
ている。
から励起光が光ファイバ１へ供給され光ファイバ１内の
電子が励起されて反転分布の状態となっているときに、
１５５０ｎｍ帯の光信号が光増幅装置２に入力される
と、その入力に誘導されて誘導放出が起こり、入力され
た光信号が増幅されて出力されることになる。このと
き、光信号の波長の相違に基づき増幅利得が若干異なる
ことになる。すなわち、この光増幅装置２は、光ファイ
バ１の特性に依存して、信号波長−増幅利得特性を有し
ている。
【００１５】なお、光増幅装置２は、光ファイバ１を前
側から励起する前方向励起のものであるが、後方向励起
又は双方向励起のものであってもよい。また、図２に示
す光増幅装置２において、自然放出光又は余剰励起光を
取り除くため、出力端に光フィルタを配設してもよい。
側から励起する前方向励起のものであるが、後方向励起
又は双方向励起のものであってもよい。また、図２に示
す光増幅装置２において、自然放出光又は余剰励起光を
取り除くため、出力端に光フィルタを配設してもよい。
【００１６】次に、増幅利得特性の平坦化とＡｌ添加濃
度との関係について説明する。
度との関係について説明する。
【００１７】まず、増幅すべき光の波長をλとすると、
光ファイバ１の増幅利得Ｇ（λ）は、一般に次の式
（１）で近似される。
光ファイバ１の増幅利得Ｇ（λ）は、一般に次の式
（１）で近似される。
【００１８】 Ｇ（λ）≒σe（λ）・Ｎ2−σa（λ）・Ｎ1 ‥‥（１）
【００１９】σe（λ）：誘導放出断面積 σa（λ）：吸収断面積 Ｎ1：基底準位のＥｒイオン密度を光ファイバ１の長手
方向に積分したもの Ｎ2：励起準位のＥｒイオン密度を光ファイバ１の長手
方向に積分したもの
方向に積分したもの Ｎ2：励起準位のＥｒイオン密度を光ファイバ１の長手
方向に積分したもの
【００２０】つまり、ｄＢ表示したときの利得スペクト
ルは、σa（λ）とσe（λ）の線形な関数として与えら
れる。例えば、反転分布７０％の利得スペクトル形状
は、式（１）を利用して、０.７×σe（λ）−０.３×
σa（λ）を計算することにより求めることができる。
ルは、σa（λ）とσe（λ）の線形な関数として与えら
れる。例えば、反転分布７０％の利得スペクトル形状
は、式（１）を利用して、０.７×σe（λ）−０.３×
σa（λ）を計算することにより求めることができる。
【００２１】このσa（λ）、σe（λ）を実際に求める
べく、Ａｌ添加濃度を変えて複数の光ファイバ１を製造
した。そして、製造した光ファイバ１において、図３に
Ａｌ添加濃度を１ｗｔ％としたときのσa（λ）、σ
e（λ）の特性を示し、図４にＡｌ添加濃度を８ｗｔ％
としたときのσa（λ）、σe（λ）の特性を示す。図
３、図４を見ると、それぞれのＡｌ添加濃度の光ファイ
バ１において、σa（λ）、σe（λ）が波長の相違に基
づき異なる値をとることが分かる。そして、この図３、
図４に示すσa（λ）、σe（λ）を用い、Ａｌ添加濃度
１ｗｔ％、８ｗｔ％の光ファイバ１において、波長１.
５４〜１.５６μｍの領域で利得が最も平坦化するよう
に反転分布を調整して増幅利得を算出した。この結果を
図５、図６に示す。
べく、Ａｌ添加濃度を変えて複数の光ファイバ１を製造
した。そして、製造した光ファイバ１において、図３に
Ａｌ添加濃度を１ｗｔ％としたときのσa（λ）、σ
e（λ）の特性を示し、図４にＡｌ添加濃度を８ｗｔ％
としたときのσa（λ）、σe（λ）の特性を示す。図
３、図４を見ると、それぞれのＡｌ添加濃度の光ファイ
バ１において、σa（λ）、σe（λ）が波長の相違に基
づき異なる値をとることが分かる。そして、この図３、
図４に示すσa（λ）、σe（λ）を用い、Ａｌ添加濃度
１ｗｔ％、８ｗｔ％の光ファイバ１において、波長１.
５４〜１.５６μｍの領域で利得が最も平坦化するよう
に反転分布を調整して増幅利得を算出した。この結果を
図５、図６に示す。
【００２２】図５、図６を見ると、Ａｌ添加濃度が低い
図５の特性に比べ、Ａｌ添加濃度が高い図６の特性は、
全体の利得が平坦化しており、最も平坦化している領
域、即ち波長１.５４〜１.５６μｍの領域においても平
坦部分が広がっているが、その領域の中央部分に凹んだ
部分（図６中の矢印方向に凹んだｄｉｐ部分）が生じて
いることが分かる。
図５の特性に比べ、Ａｌ添加濃度が高い図６の特性は、
全体の利得が平坦化しており、最も平坦化している領
域、即ち波長１.５４〜１.５６μｍの領域においても平
坦部分が広がっているが、その領域の中央部分に凹んだ
部分（図６中の矢印方向に凹んだｄｉｐ部分）が生じて
いることが分かる。
【００２３】そこで、増幅利得特性におけるｄｉｐ部分
の存在に注目し、光ファイバ１のＡｌ添加濃度と、波長
１５３５〜１５６５ｎｍの領域における一定基準より平
坦な帯域幅（ｎｍ）及びｄｉｐ部分の凹みの深さ（ｄ
Ｂ）との関係を調べた。図７に、光ファイバ１における
Ａｌ添加濃度−帯域幅特性、Ａｌ添加濃度−ｄｉｐ部分
の深さ特性を示す。図７における縦軸の帯域幅は、増幅
利得特性において利得の波長依存性が少なく平坦な波長
領域１５４０〜１５６０ｎｍの範囲のうち、その利得最
高値から２％下がる波長範囲を基準とし、即ち利得最高
値３０ｄＢからその２％である０.６ｄＢ下がる波長範
囲を基準とした。図７を見ると、Ａｌ添加濃度が高い光
ファイバ１ほど、帯域幅が広がる傾向が示され、また、
ｄｉｐ部分の凹みが深くなる傾向が示されている。ここ
で、帯域幅が広がるほど利得特性の平坦領域が広がるこ
とになるので、ＷＤＭ伝送方式において多数の光信号の
伝送が可能となることを意味する。一方、ｄｉｐ部分が
深くなるほど平坦領域の凹凸が大きくなることになるの
で、ＷＤＭ伝送方式において各光信号の伝送レベルの差
が大きくなることを意味する。
の存在に注目し、光ファイバ１のＡｌ添加濃度と、波長
１５３５〜１５６５ｎｍの領域における一定基準より平
坦な帯域幅（ｎｍ）及びｄｉｐ部分の凹みの深さ（ｄ
Ｂ）との関係を調べた。図７に、光ファイバ１における
Ａｌ添加濃度−帯域幅特性、Ａｌ添加濃度−ｄｉｐ部分
の深さ特性を示す。図７における縦軸の帯域幅は、増幅
利得特性において利得の波長依存性が少なく平坦な波長
領域１５４０〜１５６０ｎｍの範囲のうち、その利得最
高値から２％下がる波長範囲を基準とし、即ち利得最高
値３０ｄＢからその２％である０.６ｄＢ下がる波長範
囲を基準とした。図７を見ると、Ａｌ添加濃度が高い光
ファイバ１ほど、帯域幅が広がる傾向が示され、また、
ｄｉｐ部分の凹みが深くなる傾向が示されている。ここ
で、帯域幅が広がるほど利得特性の平坦領域が広がるこ
とになるので、ＷＤＭ伝送方式において多数の光信号の
伝送が可能となることを意味する。一方、ｄｉｐ部分が
深くなるほど平坦領域の凹凸が大きくなることになるの
で、ＷＤＭ伝送方式において各光信号の伝送レベルの差
が大きくなることを意味する。
【００２４】このため、光ファイバ１におけるＡｌ添加
濃度は、増幅利得特性において、ある程度帯域幅が得ら
れ、ｄｉｐ部分の凹み深さが生じないように設定するこ
とが肝要である。すなわち、ＷＤＭ伝送方式で少なくと
も１６波の光信号を同時に伝送することを考慮すると、
帯域幅は１５.５ｎｍ以上であることが必要である。ま
た、多段増幅時にｄｉｐ部分が重畳されて他の波長領域
との増幅利得差が拡大し、結果的にＷＤＭ伝送にて使用
可能な波長領域が制限されることを考慮すると、各光信
号の増幅利得の差が０.５ｄＢ以内であることが望まし
い。
濃度は、増幅利得特性において、ある程度帯域幅が得ら
れ、ｄｉｐ部分の凹み深さが生じないように設定するこ
とが肝要である。すなわち、ＷＤＭ伝送方式で少なくと
も１６波の光信号を同時に伝送することを考慮すると、
帯域幅は１５.５ｎｍ以上であることが必要である。ま
た、多段増幅時にｄｉｐ部分が重畳されて他の波長領域
との増幅利得差が拡大し、結果的にＷＤＭ伝送にて使用
可能な波長領域が制限されることを考慮すると、各光信
号の増幅利得の差が０.５ｄＢ以内であることが望まし
い。
【００２５】図７によれば、それらの要求を同時に満た
すには、光ファイバ１のＡｌの添加濃度は、１.５〜３.
５ｗｔ％であることが望ましい。更に、より安定した伝
送を行うためには、光ファイバ１のＡｌ添加濃度はほぼ
２.５ｗｔ％、即ち、２.５±０.４ｗｔ％であることが
より望ましい。
すには、光ファイバ１のＡｌの添加濃度は、１.５〜３.
５ｗｔ％であることが望ましい。更に、より安定した伝
送を行うためには、光ファイバ１のＡｌ添加濃度はほぼ
２.５ｗｔ％、即ち、２.５±０.４ｗｔ％であることが
より望ましい。
【００２６】次に、増幅利得特性におけるｄｉｐ部分の
深さが光信号の伝送に与える影響について説明する。
深さが光信号の伝送に与える影響について説明する。
【００２７】光増幅装置２を用いて長距離伝送を行う際
に、その光増幅装置２を用いる中継地点は多数に及ぶの
が一般的である。この場合、光増幅装置２の増幅利得特
性において、ｄｉｐ部分など多少の利得差であっても、
多段増幅によりその利得差が重畳されると結果的に大き
な利得差となる。このため、同時に伝送した波長の異な
る光信号間の伝送レベルの差が大きなものとなり、光信
号の受信が困難となるおそれがある。
に、その光増幅装置２を用いる中継地点は多数に及ぶの
が一般的である。この場合、光増幅装置２の増幅利得特
性において、ｄｉｐ部分など多少の利得差であっても、
多段増幅によりその利得差が重畳されると結果的に大き
な利得差となる。このため、同時に伝送した波長の異な
る光信号間の伝送レベルの差が大きなものとなり、光信
号の受信が困難となるおそれがある。
【００２８】図８〜図１０に、光増幅装置２を複数用い
て多段増幅したときの波長−利得特性を示す。図８〜図
１０は、前述のσa（λ）、σe（λ）を用いて、Ａｌ添
加濃度１ｗｔ％、２.５ｗｔ％、６ｗｔ％の光ファイバ
１について、波長−増幅利得特性を算出したものであ
る。そして、ぞれぞれのＡｌ添加濃度の光ファイバ１に
おいて、直列に一段（一つ）、四段、八段接続したとき
の特性を重ねて示したものである。このため、図８〜図
１０において縦軸の利得は、平坦領域（約１５４０ｎｍ
から１５６０ｎｍまでの領域）における利得を１とし、
比較値により示してある。図８〜図１０を見ると、段数
が増えるに連れて１５５０ｎｍ近辺に生じるｄｉｐ部分
が重畳されて顕著となることが分かる。そして、Ａｌ添
加濃度が高いほど、ｄｉｐ部分が顕著に現れており、増
幅利得特性のｄｉｐ部分の深さが光ファイバ１における
Ａｌ添加濃度に依存していることが分かる。
て多段増幅したときの波長−利得特性を示す。図８〜図
１０は、前述のσa（λ）、σe（λ）を用いて、Ａｌ添
加濃度１ｗｔ％、２.５ｗｔ％、６ｗｔ％の光ファイバ
１について、波長−増幅利得特性を算出したものであ
る。そして、ぞれぞれのＡｌ添加濃度の光ファイバ１に
おいて、直列に一段（一つ）、四段、八段接続したとき
の特性を重ねて示したものである。このため、図８〜図
１０において縦軸の利得は、平坦領域（約１５４０ｎｍ
から１５６０ｎｍまでの領域）における利得を１とし、
比較値により示してある。図８〜図１０を見ると、段数
が増えるに連れて１５５０ｎｍ近辺に生じるｄｉｐ部分
が重畳されて顕著となることが分かる。そして、Ａｌ添
加濃度が高いほど、ｄｉｐ部分が顕著に現れており、増
幅利得特性のｄｉｐ部分の深さが光ファイバ１における
Ａｌ添加濃度に依存していることが分かる。
【００２９】このように、光増幅装置２において、増幅
利得特性に微弱なｄｉｐ部分があると、多段増幅の結
果、異なる波長の光信号の伝送レベルの差が大きく異な
ることになる。従って、光ファイバ１におけるＡｌ添加
量を制限して、ｄｉｐ部分の凹みを抑制することが光伝
送において重要となる。
利得特性に微弱なｄｉｐ部分があると、多段増幅の結
果、異なる波長の光信号の伝送レベルの差が大きく異な
ることになる。従って、光ファイバ１におけるＡｌ添加
量を制限して、ｄｉｐ部分の凹みを抑制することが光伝
送において重要となる。
【００３０】次に、実際に製造した光ファイバ１の増幅
利得特性について説明する。
利得特性について説明する。
【００３１】図１１〜図１３に、実際に製造した光ファ
イバ１を用いて光増幅を行ったときの増幅利得特性を示
す。図１１に係る光ファイバ１は、Ｅｒ添加濃度が１２
００ｗｔｐｐｍ、Ａｌ添加濃度が１.３ｗｔ％、ファイ
バ長が９ｍのものである。図１２に係る光ファイバ１
は、Ｅｒ添加濃度が８００ｗｔｐｐｍ、Ａｌ添加濃度が
２.４ｗｔ％、ファイバ長が２０ｍのものである。図１
３に係る光ファイバ１は、Ｅｒ添加濃度が１０００ｗｔ
ｐｐｍ、Ａｌ添加濃度が５.９ｗｔ％、ファイバ長が１
１ｍのものである。これら光ファイバ１の製造は、ＭＣ
ＶＤ法及び液浸法を用いて光ファイバ母材を製造し、こ
の光ファイバ母材を焼結、線引することにより行った。
また、光増幅装置としては、図２に示す光増幅装置２を
用い、励起光として波長１.４８μｍ、励起パワー５０
ｍＷのものを用いた。更に、増幅すべき光信号として
は、−３５ｄＢｍの光強度のものを入力した。
イバ１を用いて光増幅を行ったときの増幅利得特性を示
す。図１１に係る光ファイバ１は、Ｅｒ添加濃度が１２
００ｗｔｐｐｍ、Ａｌ添加濃度が１.３ｗｔ％、ファイ
バ長が９ｍのものである。図１２に係る光ファイバ１
は、Ｅｒ添加濃度が８００ｗｔｐｐｍ、Ａｌ添加濃度が
２.４ｗｔ％、ファイバ長が２０ｍのものである。図１
３に係る光ファイバ１は、Ｅｒ添加濃度が１０００ｗｔ
ｐｐｍ、Ａｌ添加濃度が５.９ｗｔ％、ファイバ長が１
１ｍのものである。これら光ファイバ１の製造は、ＭＣ
ＶＤ法及び液浸法を用いて光ファイバ母材を製造し、こ
の光ファイバ母材を焼結、線引することにより行った。
また、光増幅装置としては、図２に示す光増幅装置２を
用い、励起光として波長１.４８μｍ、励起パワー５０
ｍＷのものを用いた。更に、増幅すべき光信号として
は、−３５ｄＢｍの光強度のものを入力した。
【００３２】図１１〜図１３を考察すると、Ａｌ添加濃
度が高いほど、約１５４０〜１５６０ｎｍにおける平坦
な領域が広がる傾向が見られるが、その平坦な領域の中
央部分（１５５０ｎｍ近辺）にｄｉｐ部分が顕著となっ
ている。このような傾向は、前述の図８〜図１０のもの
と同様である。従って、光ファイバ１におけるＡｌ添加
濃度は、平坦な領域がある程度得られ、ｄｉｐ部分が顕
著にならないように調整するのが望ましく、具体的には
１.５〜３.５ｗｔ％とするのが望ましい。また、ほぼ
２.５ｗｔ％とするのがより望ましい。
度が高いほど、約１５４０〜１５６０ｎｍにおける平坦
な領域が広がる傾向が見られるが、その平坦な領域の中
央部分（１５５０ｎｍ近辺）にｄｉｐ部分が顕著となっ
ている。このような傾向は、前述の図８〜図１０のもの
と同様である。従って、光ファイバ１におけるＡｌ添加
濃度は、平坦な領域がある程度得られ、ｄｉｐ部分が顕
著にならないように調整するのが望ましく、具体的には
１.５〜３.５ｗｔ％とするのが望ましい。また、ほぼ
２.５ｗｔ％とするのがより望ましい。
【００３３】以上のように、本実施形態に係る光ファイ
バ１によれば、光増幅装置の増幅特性における広帯域化
の向上が図れる。このため、ＷＤＭ伝送方式において多
数の信号の伝送が可能となる。
バ１によれば、光増幅装置の増幅特性における広帯域化
の向上が図れる。このため、ＷＤＭ伝送方式において多
数の信号の伝送が可能となる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
増幅装置の増幅特性における広帯域化の向上が図れる。
このため、ＷＤＭ伝送方式において多数の信号の伝送が
可能となるという効果が得られる。
増幅装置の増幅特性における広帯域化の向上が図れる。
このため、ＷＤＭ伝送方式において多数の信号の伝送が
可能となるという効果が得られる。
【図１】光ファイバの説明図である。
【図２】光増幅装置の説明図である。
【図３】光ファイバにおけるＡｌ添加濃度と利得平坦化
の説明図である。
の説明図である。
【図４】光ファイバにおけるＡｌ添加濃度と利得平坦化
の説明図である。
の説明図である。
【図５】光ファイバにおけるＡｌ添加濃度と利得平坦化
の説明図である。
の説明図である。
【図６】光ファイバにおけるＡｌ添加濃度と利得平坦化
の説明図である。
の説明図である。
【図７】光ファイバにおけるＡｌ添加濃度−帯域幅特性
及びＡｌ添加濃度−ｄｉｐ部分の深さ特性を示す図であ
る。
及びＡｌ添加濃度−ｄｉｐ部分の深さ特性を示す図であ
る。
【図８】光ファイバを用いた場合の多段増幅と利得との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図９】光ファイバを用いた場合の多段増幅と利得との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図１０】光ファイバを用いた場合の多段増幅と利得と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図１１】光ファイバを用いた増幅利得特性を示す図で
ある。
ある。
【図１２】光ファイバを用いた増幅利得特性を示す図で
ある。
ある。
【図１３】光ファイバを用いた増幅利得特性を示す図で
ある。
ある。
１…光ファイバ、１２…コア、２…光増幅装置
Claims (3)
- 【請求項１】 光信号を直接的に増幅する光増幅装置に
用いられる光ファイバにおいて、 石英ガラスを主材としたコアに、励起状態で誘導放出を
生じさせる活性元素と、アルミニウムとが少なくとも添
加され、 前記アルミニウムの添加濃度が１.５〜３.５ｗｔ％であ
ること、を特徴とする光ファイバ。 - 【請求項２】 光信号を直接的に増幅する光増幅装置に
用いられる光ファイバにおいて、 石英ガラスを主材としたコアに、励起状態で誘導放出を
生じさせる活性元素と、アルミニウムとが少なくとも添
加され、 前記アルミニウムの添加濃度がほぼ２.５ｗｔ％である
こと、を特徴とする光ファイバ。 - 【請求項３】 光信号を直接的に増幅する光増幅装置に
用いられる光ファイバにおいて、 石英ガラスを主材としたコアに、励起状態で誘導放出を
生じさせる活性元素と、アルミニウムとが少なくとも添
加され、 前記アルミニウムの添加により、前記光増幅装置の増幅
特性における１５４０〜１５６０ｎｍの前記光信号の波
長内にて１５.５ｎｍ以上の領域で前記光増幅装置の増
幅利得の差がその増幅利得の２％未満とされているこ
と、を特徴とする光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9066634A JPH10261828A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 光ファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9066634A JPH10261828A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 光ファイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10261828A true JPH10261828A (ja) | 1998-09-29 |
Family
ID=13321533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9066634A Pending JPH10261828A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | 光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10261828A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000074184A1 (en) * | 1999-05-28 | 2000-12-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber for optical amplification and optical fiber amplifier |
| US6243196B1 (en) | 1999-05-20 | 2001-06-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber for optical amplifier and fiber optic amplifier |
| WO2007077860A1 (ja) * | 2006-01-04 | 2007-07-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 増幅用光ファイバ |
-
1997
- 1997-03-19 JP JP9066634A patent/JPH10261828A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6243196B1 (en) | 1999-05-20 | 2001-06-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber for optical amplifier and fiber optic amplifier |
| US6538806B2 (en) | 1999-05-20 | 2003-03-25 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber for optical amplifier and fiber optic amplifier |
| US6577440B2 (en) | 1999-05-20 | 2003-06-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber for optical amplifier and fiber optic amplifier |
| US6771415B2 (en) | 1999-05-20 | 2004-08-03 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber for optical amplifier and fiber optic amplifier |
| WO2000074184A1 (en) * | 1999-05-28 | 2000-12-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber for optical amplification and optical fiber amplifier |
| WO2007077860A1 (ja) * | 2006-01-04 | 2007-07-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 増幅用光ファイバ |
| US8102596B2 (en) | 2006-01-04 | 2012-01-24 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber for amplification |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040527 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040824 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041221 |