JPH10270785A - Amplifying optical waveguide and optical amplifier using the same - Google Patents

Amplifying optical waveguide and optical amplifier using the same

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JPH10270785A
JPH10270785A JP7094997A JP7094997A JPH10270785A JP H10270785 A JPH10270785 A JP H10270785A JP 7094997 A JP7094997 A JP 7094997A JP 7094997 A JP7094997 A JP 7094997A JP H10270785 A JPH10270785 A JP H10270785A
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JP
Japan
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glass
optical
gain
optical waveguide
waveguide
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Application number
JP7094997A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Kubota
能徳 久保田
Natsuya Nishimura
夏哉 西村
Hiromi Kawamoto
博美 川本
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Central Glass Co Ltd
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Central Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 利得の励起パワー依存性および信号伝送量依
存性が少なく広帯域な光増幅を構成するための光導波路
およびそれを用いた光増幅器を提供する。 【解決手段】 クラッド部が、酸化物ガラス、ハライド
酸化物ガラス、ハライドガラス、カルコゲナイドガラス
から選ばれる少なくとも1種類のガラスからなり、該ク
ラッド部に、Er,Fe,Ni,Co,Cu,Crから
選ばれる少なくとも1種類以上の元素を含み、また、コ
ア部が、ハライド酸化物ガラス、ハライドガラス、カル
コゲナイドガラスから選ばれる少なくとも1種類のガラ
スからなる増幅用光導波路で、少なくとも励起光源、光
合分波素子、光アイソレータ、増幅用光導波路を備え、
かつ増幅用光導波路として当該光導波路を用いた1.5
μm帯光増幅器。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical waveguide for configuring a wideband optical amplifier having a small gain power dependency and a small signal transmission amount dependency of a gain, and an optical amplifier using the same. SOLUTION: The clad part is made of at least one kind of glass selected from oxide glass, halide oxide glass, halide glass and chalcogenide glass, and the clad part is made of Er, Fe, Ni, Co, Cu, Cr. An amplifying optical waveguide containing at least one element selected from the group consisting of at least one kind of glass selected from halide oxide glass, halide glass and chalcogenide glass; Including an element, an optical isolator, and an optical waveguide for amplification,
And 1.5 using the optical waveguide as an amplification optical waveguide.
μm band optical amplifier.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信などで用い
られる光導波路及びそれを用いた光増幅器に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide used in optical communication and the like, and an optical amplifier using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】Erを活性イオンとして添加した石英系
ガラスファイバーは、1.5μm帯の光信号を増幅する
光増幅器に使用され、光通信の高速化に大きな役割を果
たしてきた。しかし、石英系ガラスファイバーでは、狭
い波長範囲でしか平坦な利得特性を得られないため、よ
り広帯域な増幅媒質が求められている。このような背景
から、Er添加石英系ガラスファイバーの広帯域化や、
Er添加ハライドガラス、カルコゲナイドガラスなどの
研究が盛んに行われている
2. Description of the Related Art Quartz glass fibers doped with Er as active ions have been used in optical amplifiers for amplifying optical signals in the 1.5 μm band, and have played a major role in speeding up optical communication. However, since a silica-based glass fiber can obtain a flat gain characteristic only in a narrow wavelength range, an amplification medium having a wider band is required. Against this background, broadening the bandwidth of Er-doped quartz glass fibers,
Research on Er-doped halide glass, chalcogenide glass, etc. has been actively conducted.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】Erを添加したハライ
ドガラス、カルコゲナイドガラス、ハライド酸化物ガラ
スは、石英ガラスより平坦な利得帯域が広く、1.5μ
m帯波長多重通信用の増幅媒質として期待されている。
しかし、これらの媒質は励起パワーの変化によって利得
平坦部の傾きが変化(以後この傾きを利得傾きとする)
し、狭い励起パワー範囲で使用するか、利得傾きの修正
が必要になる。利得傾きの修正には、信号光強度を増幅
前と増幅後で比較し、励起パワーを調整して利得の一定
化を行う方法や、減衰率可変フィルターで調整する方法
が採られているが、いずれもシステムの肥大化に繋がり
問題である。また、利得傾きの異なる複数のファイバー
を接続する方法も提案されているが、システムが複雑に
なる点では同じ問題を抱えている。さらに、波長多重通
信を行う場合、信号の伝送量が多い波長では利得が小さ
く、伝送量の少ない波長では利得が大きくなって、信号
強度にばらつきが生じやすい。
SUMMARY OF THE INVENTION Halide glass, chalcogenide glass and halide oxide glass to which Er is added have a flat gain band wider than that of quartz glass and 1.5 μm.
It is expected as an amplification medium for m-band wavelength multiplexing communication.
However, in these media, the slope of the gain flat portion changes due to the change in pump power (hereinafter, this slope is referred to as the gain slope).
However, it is necessary to use a narrow pump power range or correct the gain slope. To correct the gain slope, the signal light intensity is compared before and after amplification, the pump power is adjusted to make the gain constant, or the attenuation is adjusted by a variable filter. Both are problems that lead to the enlargement of the system. A method of connecting a plurality of fibers having different gain inclinations has also been proposed, but has the same problem in that the system becomes complicated. Further, when performing wavelength division multiplexing communication, the gain is small at a wavelength where the signal transmission amount is large, and the gain is large at a wavelength where the signal transmission amount is small, so that the signal strength is likely to vary.

【0004】[0004]

【課題を解決するための具体的手段】本発明者らは、前
記問題を解決するため鋭意検討の結果、光導波路のクラ
ッド部分に、Er,Fe,Ni,Co,Cu,Crから
選ばれる少なくとも1種類の元素を添加することで、利
得傾きの励起パワー依存性や信号の強度差を緩和できる
ことを見いだし、本発明に到達したものである。
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that the cladding portion of the optical waveguide has at least one selected from Er, Fe, Ni, Co, Cu, and Cr. The inventors have found that the addition of one kind of element can alleviate the dependence of the gain gradient on the excitation power and the difference in signal intensity, and have reached the present invention.

【0005】すなわち本発明は、光導波路のクラッド部
分が、 Er,Fe,Ni,Co,Cu,Crから選ば
れる少なくとも1種類の元素を含有した、酸化物ガラ
ス、ハライド酸化物ガラス、ハライドガラス、カルコゲ
ナイドガラスから選ばれる少なくとも一種類のガラスか
らなる光導波路であり、また、少なくとも励起光源、光
合分波素子、光アイソレータ、増幅用光導波路を備え、
かつ増幅用光導波路として該光導波路を用いることを特
徴とする1.5μm帯光増幅器を提供するものである。
That is, according to the present invention, there is provided an oxide waveguide, a halide oxide glass, a halide glass, in which a clad portion of an optical waveguide contains at least one element selected from Er, Fe, Ni, Co, Cu and Cr. An optical waveguide made of at least one kind of glass selected from chalcogenide glass, and at least an excitation light source, an optical multiplexer / demultiplexer, an optical isolator, and an amplification optical waveguide,
The present invention also provides a 1.5 μm band optical amplifier using the optical waveguide as an optical waveguide for amplification.

【0006】以下本発明について詳述する。本発明は、
広帯域光増幅器の利得傾きの励起パワー依存性および信
号伝送量差に伴う利得格差の緩和のために、光導波路の
クラッドが、Er,Fe,Ni,Co,Cu,Crから
選ばれる少なくとも1種類の元素を含有した、酸化物ガ
ラス、ハライド酸化物ガラス、ハライドガラス、カルコ
ゲナイドガラスから選ばれる少なくとも一種類のガラス
からなることを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The present invention
The cladding of the optical waveguide is made of at least one selected from Er, Fe, Ni, Co, Cu, and Cr in order to reduce the pump power dependence of the gain slope of the broadband optical amplifier and the gain difference due to the difference in signal transmission amount. It is characterized by comprising at least one kind of glass selected from oxide glass, halide oxide glass, halide glass and chalcogenide glass containing an element.

【0007】1.5μm帯の増幅作用を実現するために
は、光導波路のコア部分にErを添加するのが一般的で
ある。1.5μm帯の増幅作用は、Erの4I13/2から4
I15 /2への遷移を利用している。Erの1.5μm帯で
の吸収断面積の一例を図1に、誘導放出断面積の一例を
図2に示す。誘導放出断面積、吸収断面積と利得係数の
間には、以下の関係がある。
In order to realize an amplifying action in the 1.5 μm band, it is common to add Er to the core portion of the optical waveguide. Amplifying action of 1.5μm band, from 4 I 13/2 of Er 4
We are using the transition to the I 15/2. FIG. 1 shows an example of the absorption cross section in the 1.5 μm band of Er, and FIG. 2 shows an example of the stimulated emission cross section. The following relationship exists between the stimulated emission cross section, absorption cross section, and gain coefficient.

【0008】 G=Nu*σe−Nl*σa ・・・・・・・(1) G:利得係数 Nu:上準位原子数 Nl:下準位の原子数 σe:誘導放出断面積 σa:吸収断面積 励起パワーを高めると、Nlが減少し、Nuが増加する。
このため、利得は増大するが、利得スペクトルも変化す
る。フッ化物ガラス中でNuとNlの比を変化させた場合
の利得係数変化の計算結果を図3に示す。縦軸は、最大
の利得係数を0dBとして規格化してある。この例で
は、励起パワーを高めると、1.53μm付近の利得が
選択的に上昇し、利得傾きは右肩下がりになることが判
る。また、波長多重通信において特定の波長の信号伝送
量を他の波長よりも増加させると、特定波長に対応する
Nuが選択的に減少する。この結果、信号伝送量に応じ
て利得スペクトルが変化し、一定の増幅率を得られなく
なる。
G = N u * σ e −N l * σ a (1) G: gain coefficient N u : number of upper level atoms N l : number of lower level atoms σ e : Stimulated emission cross section σ a : absorption cross section When the excitation power is increased, N l decreases and Nu increases.
Therefore, the gain increases, but the gain spectrum also changes. The calculation results of the gain coefficient change in the case of changing the ratio of N u and N l in fluoride glass in FIG. 3. The vertical axis is normalized with the maximum gain coefficient being 0 dB. In this example, when the pumping power is increased, the gain near 1.53 μm is selectively increased, and the gain gradient is reduced to the right. Also, increasing than other wavelengths the signal transmission amount of a particular wavelength in the wavelength division multiplexing, the N u corresponding to the specific wavelength decreases selectively. As a result, the gain spectrum changes according to the amount of signal transmission, and a constant amplification factor cannot be obtained.

【0009】本発明者らは、このような現象を緩和ある
いは抑制する方法として、励起パワーを高めると利得が
他の波長域よりも大きくなる波長帯(図3の例では1.
53μm帯)で吸収が増加、あるいは信号光強度が大き
い波長で選択的に吸収が増加し、利得を平坦化できる方
法を見いだした。具体的には、クラッド部分に、Er,
Fe,Ni,Co,Cu,Crから選ばれる少なくとも
一種類の元素(以下、吸収因子元素とする)を添加し、
クラッドにわずかにしみ出して伝搬する信号光に波長選
択的に損失を与え、全体として利得傾きの励起パワー依
存性や信号伝送量依存性を改善する方法である。
As a method of alleviating or suppressing such a phenomenon, the present inventors have proposed a wavelength band in which the gain becomes larger than other wavelength ranges when the pumping power is increased (1.
In the 53 μm band), a method was found in which the absorption was increased or the absorption was selectively increased at a wavelength where the signal light intensity was large, and the gain could be flattened. Specifically, Er,
Adding at least one element selected from the group consisting of Fe, Ni, Co, Cu, and Cr (hereinafter, referred to as an absorption factor element);
This is a method of wavelength-selectively giving a loss to signal light that slightly penetrates and propagates into the cladding, thereby improving the pump power dependence and signal transmission amount dependence of the gain gradient as a whole.

【0010】以下、原理について説明する。波長多重通
信など光通信において、光増幅器の励起パワーを高める
と、特定波長(図3の例では1.53μm帯)の信号光
強度が選択的に高くなる。また、特定波長の信号伝送量
が少ないと、相対的に大きな利得を得ることになり、出
射信号光強度に格差が生じる。コア/クラッド界面での
光強度は、コア中を伝搬する信号光の光強度に比例し、
クラッド中での光強度分布は、コア/クラッド界面から
の距離に対して指数関数的に減少する。このため、利得
傾きの変化によって特定波長の信号光強度が高まると、
クラッド中への浸みだし光量も増加することになる。こ
の様子を模式的に図4に示す。この結果、強く増幅され
た信号光ほど強い吸収を受け、減衰されることになる。
この作用によって、最終的には均一に増幅された信号光
が得られる。例えば、吸収因子元素としてErを添加し
た場合、1.53μm帯の選択的な利得制限を行うこと
ができるため、図3に例示示した現象を抑制できる。F
eを添加した場合には、1.52〜1.57μmの広い
波長域で、増幅率の大きな信号光を選択的に減衰させる
ことができる。Cuを添加した場合は、Erを添加した
場合に類似した効果が得られる。吸収因子元素の添加
は、その目的に応じて単独元素で使用しても複合して使
用しても良い。
Hereinafter, the principle will be described. In optical communication such as wavelength division multiplexing communication, when the pump power of an optical amplifier is increased, the signal light intensity of a specific wavelength (in the example of FIG. 3, the 1.53 μm band) is selectively increased. In addition, when the signal transmission amount of a specific wavelength is small, a relatively large gain is obtained, and a difference occurs in the intensity of the output signal light. The light intensity at the core / cladding interface is proportional to the light intensity of the signal light propagating in the core,
The light intensity distribution in the cladding decreases exponentially with distance from the core / cladding interface. For this reason, when the signal light intensity of a specific wavelength increases due to a change in gain slope,
The amount of light seeping into the clad will also increase. This state is schematically shown in FIG. As a result, the more strongly amplified signal light is absorbed and attenuated.
By this operation, a signal light that is uniformly amplified is finally obtained. For example, when Er is added as an absorption factor element, a selective gain limitation in the 1.53 μm band can be performed, so that the phenomenon illustrated in FIG. 3 can be suppressed. F
When e is added, signal light having a large amplification factor can be selectively attenuated in a wide wavelength range of 1.52 to 1.57 μm. When Cu is added, an effect similar to that when Er is added is obtained. The addition of the absorption factor element may be used alone or in combination depending on the purpose.

【0011】吸収因子元素の添加量は、添加する元素の
組み合わせや、光導波路の長さやコアに添加するEr量
などの導波路設計、適用する励起パワー範囲、信号光強
度の許容範囲など、様々な要因によって変化するが、1
00ppbから5000ppmの範囲が好適である。こ
の範囲以下では十分な効果が得られず、この範囲以上で
は損失が大きくなりすぎて増幅効率が低下する。
The amount of the absorption factor element to be added varies depending on the combination of the elements to be added, the waveguide design such as the length of the optical waveguide and the amount of Er added to the core, the applicable excitation power range, and the allowable range of the signal light intensity. Depends on various factors.
A range from 00 ppb to 5000 ppm is preferred. Below this range, a sufficient effect cannot be obtained, and above this range, the loss becomes too large and the amplification efficiency decreases.

【0012】本発明の光導波路を用いて光増幅器を構成
する場合、励起源としては0.98μm帯のレーザーで
あれば何でも良いが、小型高効率かつ光導波路との結合
が容易である点から、ファイバーにレンズ系を使用して
結合された半導体レーザー(ピグテール半導体レーザ
ー)が好ましい。励起方法は、前方励起、後方励起、双
方向励起など、励起が効率よく行われる方法なら何でも
良い。また、励起に使用されるレーザーは、1台でも良
いし、複数台をまとめて利用しても良い。さらに、Er
の吸収帯を完全に利用して励起効率を高めるために、広
い発振波長帯域を持つレーザーを用いることも効果的で
ある。このようなレーザーは、わずかに発振波長の異な
るレーザーを複数台結合したり、誘導ラマン散乱を利用
する方法で実現できる。
When an optical amplifier is constructed using the optical waveguide of the present invention, any pumping source may be used as long as it is a laser in the 0.98 μm band, but it is small in size and high in efficiency and easily coupled to the optical waveguide. Preferred is a semiconductor laser (pigtailed semiconductor laser) that is coupled to the fiber using a lens system. As an excitation method, any method can be used as long as the excitation is efficiently performed, such as forward excitation, backward excitation, and bidirectional excitation. In addition, one laser may be used for excitation, or a plurality of lasers may be collectively used. Further, Er
It is also effective to use a laser having a wide oscillation wavelength band in order to enhance the pumping efficiency by making full use of the absorption band. Such a laser can be realized by combining a plurality of lasers having slightly different oscillation wavelengths or by using stimulated Raman scattering.

【0013】また励起光と信号光を1本の光導波路にま
とめるためには、光合分波素子が必要である。光合分波
素子としては、挿入損失が小さく、合分波が効率よく行
える方法なら何でも良い。このような合分波素子として
は、波長分割多重素子(WDM)が適当である。光合分
波素子は、挿入損失低減の観点から、ファイバーや平面
導波路光部品で構成されたものが好ましい。また、光合
分波素子内に光アイソレータを内蔵した場合は、増幅器
の小型化低挿入損失化が図れる。
In order to combine the pump light and the signal light into one optical waveguide, an optical multiplexing / demultiplexing device is required. As the optical multiplexing / demultiplexing device, any method can be used as long as the insertion loss is small and multiplexing / demultiplexing can be performed efficiently. As such a multiplexing / demultiplexing element, a wavelength division multiplexing element (WDM) is suitable. From the viewpoint of reducing insertion loss, the optical multiplexing / demultiplexing device is preferably composed of a fiber or a planar waveguide optical component. When an optical isolator is built in the optical multiplexing / demultiplexing device, the size of the amplifier can be reduced and the insertion loss can be reduced.

【0014】光アイソレータは、戻り光を十分に抑制
し、挿入損失の小さなものであれば何でも良い。前述し
たように、他の光学部品と一体にすれば、増幅器が小型
化できるため、好ましい。
The optical isolator may be any optical isolator that sufficiently suppresses return light and has a small insertion loss. As described above, it is preferable to integrate the optical element with another optical component because the amplifier can be reduced in size.

【0015】また、増幅器に利得監視機能を内蔵または
付属させると、光通信システムの信頼性が向上するので
好ましい。利得の監視には、実質的に入射信号光強度と
出力信号光強度を比較できる方法なら、どんな方法を用
いても良い。波長多重通信を行う場合は、各波長に割り
当てられた信号ごとに検出、監視できる方法が望まし
い。これらの機能は、遠隔操作でプログラミング可能な
マイクロプロセッサなどで、自動的に調整可能になって
いることが好ましい。
It is preferable that the gain monitoring function is built in or attached to the amplifier because the reliability of the optical communication system is improved. For monitoring the gain, any method may be used as long as the method can substantially compare the incident signal light intensity and the output signal light intensity. In the case of performing wavelength division multiplexing communication, a method capable of detecting and monitoring each signal assigned to each wavelength is desirable. Preferably, these functions are automatically adjustable by a remotely programmable microprocessor or the like.

【0016】以上のように、増幅用光導波路のクラッド
に、Er,Fe,Ni,Co,Cu,Crから選ばれる
少なくとも1種類以上の元素を含有することで、利得傾
きの励起パワー依存性を緩和しかつ信号光強度の格差を
減少させることで、広帯域かつ利得の一定な光増幅器を
提供できる。
As described above, by including at least one element selected from Er, Fe, Ni, Co, Cu, and Cr in the cladding of the amplification optical waveguide, the pump power dependence of the gain gradient can be reduced. By relaxing and reducing the difference in signal light intensity, an optical amplifier having a wide band and a constant gain can be provided.

【0017】[0017]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0018】実施例1 コアにErを0.1wt%、クラッドにCuを1ppm
添加したフッ化物ガラスファイバーを用いた。コアとク
ラッドの基本ガラス組成を以下に示す。ErはLaを置
換している。数字はmol%である。 コア:51ZrF4-19BaF2-4.5LaF3-2YF3-2AlF3-13.5LiF-8Pb
F2 クラッド:40HfF4-10ZrF4-19BaF2-3LaF3-2YF3-4AlF3-22
NaF このファイバーの比屈折率差は3.3%、カットオフ波
長は1.4μmであった。
Example 1 Er was 0.1 wt% in the core and Cu was 1 ppm in the clad.
The added fluoride glass fiber was used. The basic glass compositions of the core and the clad are shown below. Er is replacing La. The numbers are mol%. Core: 51ZrF 4 -19BaF 2 -4.5LaF 3 -2YF 3 -2AlF 3 -13.5LiF-8Pb
F 2 clad: 40HfF 4 -10ZrF 4 -19BaF 2 -3LaF 3 -2YF 3 -4AlF 3 -22
NaF This fiber had a relative refractive index difference of 3.3% and a cutoff wavelength of 1.4 μm.

【0019】次に測定に使用した光増幅器の構成を図5
に示す。測定に使用したファイバーは長さ10mであ
る。励起にはファイバーピグテイル付きの半導体レーザ
ー3を使用し、光合分波素子2と高N.A.の石英ファ
イバー5を介して光増幅用フッ化物ファイバー4と結合
している。石英ファイバー5とフッ化物ファイバー4の
結合はV溝ブロックを利用し、接合端面は反射損失を低
減するため斜めに光学研磨して、光学接着剤で固定し
た。1.55μm帯の信号光を光合分波素子2から入射
して、増幅された出射光を光アイソレーター6に通して
測定器7において利得の励起パワー依存性について測定
を行った。
Next, the configuration of the optical amplifier used for the measurement is shown in FIG.
Shown in The fiber used for the measurement is 10 m in length. A semiconductor laser 3 with a fiber pigtail is used for excitation, and the optical multiplexing / demultiplexing device 2 and the high N.P. A. And the fluoride fiber 4 for optical amplification via the quartz fiber 5 of the first embodiment. The quartz fiber 5 and the fluoride fiber 4 were bonded using a V-groove block, and the bonded end face was optically polished obliquely to reduce reflection loss and fixed with an optical adhesive. The 1.55 μm band signal light was input from the optical multiplexing / demultiplexing element 2, the amplified outgoing light was passed through the optical isolator 6, and the measurement device 7 measured the pump power dependency of the gain.

【0020】利得の励起パワー依存性を図6に示す。最
大利得から−1dBの波長範囲で定義する利得平坦幅を
評価に用いる。利得の傾きが大きく変化すれば、利得平
坦幅も大きく変化することになる。図6から判るとお
り、励起パワーが80mWから120mWまで、利得平
坦幅の変化は1nmである。
FIG. 6 shows the pump power dependence of the gain. A gain flat width defined in a wavelength range of -1 dB from the maximum gain is used for evaluation. If the slope of the gain changes significantly, the flat gain width also changes greatly. As can be seen from FIG. 6, the change in the gain flat width is 1 nm when the pump power is from 80 mW to 120 mW.

【0021】比較例1 コアにErを0.1wt%添加したフッ化物ガラスファ
イバーを用いた。クラッドには、吸収因子元素を添加し
なかった。ガラス組成は実施例1と同じである。Erは
Laを置換した。
Comparative Example 1 A fluoride glass fiber having Er added to the core in an amount of 0.1 wt% was used. No absorption factor element was added to the cladding. The glass composition is the same as in Example 1. Er replaced La.

【0022】このファイバーの比屈折率差は3.3%、
カットオフ波長は1.4μmであった。測定に使用した
ファイバーの長さは10mである。この時の利得の励起
パワー依存性について実施例1と同様に測定を行った。
利得の励起パワー依存性を図7に示す。励起パワーを8
0mWから120mWまで変化させたときの利得平坦幅
の変化は5.7nmであり、1.53μm帯の変化量が
大きい。
The relative refractive index difference of this fiber is 3.3%,
The cutoff wavelength was 1.4 μm. The length of the fiber used for the measurement is 10 m. The dependence of the gain on the pump power at this time was measured in the same manner as in Example 1.
FIG. 7 shows the pump power dependence of the gain. Excitation power of 8
The change in the gain flat width when changing from 0 mW to 120 mW is 5.7 nm, and the change in the 1.53 μm band is large.

【0023】実施例2 実施例1に記載のガラス組成で、コアにErを1wt
%、 クラッドにCoを1ppm添加したフッ化物ガラ
ス平面光導波路を用いた。ErはLaを置換した。この
導波路の比屈折率差は3.3%、カットオフ波長は1.
45μm、導波路長は20cmである。実施例1と同様
に測定系を構成した。ファイバーと導波路の位置あわせ
には、微動調整付きのステージを利用し、信号光透過率
が最大になるようにした。励起パワーを80mWから1
20mWまで変化させたとき、利得平坦幅の変化は2n
mであった。
Example 2 1 wt% of Er was added to the core with the glass composition described in Example 1.
%, A fluoride glass planar optical waveguide in which Co was added to the cladding at 1 ppm was used. Er replaced La. The relative refractive index difference of this waveguide is 3.3%, and the cutoff wavelength is 1.
45 μm and the waveguide length is 20 cm. A measurement system was configured in the same manner as in Example 1. The positioning of the fiber and the waveguide was performed using a stage with fine movement adjustment so that the signal light transmittance was maximized. Pump power from 80mW to 1
When changed to 20 mW, the change in gain flat width is 2n
m.

【0024】実施例3 実施例1に記載のガラス組成で、コアにErを1wt
%、 クラッドにNiを1ppm添加したフッ化物ガラ
ス平面光導波路を用いた。ErはLaを置換した。この
導波路の比屈折率差は3.3%、カットオフ波長は1.
45μm、導波路長は20cmである。実施例1と同様
に測定系を構成した。ファイバーと導波路の位置あわせ
には、微動調整付きのステージを利用し、信号光透過率
が最大になるようにした。励起パワーを80mWから1
20mWまで変化させたとき、利得平坦幅の変化は2n
mであった。
Example 3 With the glass composition described in Example 1, 1 wt% of Er was added to the core.
%, And a fluoride glass planar optical waveguide in which 1 ppm of Ni was added to the cladding was used. Er replaced La. The relative refractive index difference of this waveguide is 3.3%, and the cutoff wavelength is 1.
45 μm and the waveguide length is 20 cm. A measurement system was configured in the same manner as in Example 1. The positioning of the fiber and the waveguide was performed using a stage with fine movement adjustment so that the signal light transmittance was maximized. Pump power from 80mW to 1
When changed to 20 mW, the change in gain flat width is 2n
m.

【0025】比較例2 実施例1に記載のガラス組成で、コアにErを1wt%
添加したフッ化物ガラス平面光導波路を用いた。クラッ
ドには、吸収因子元素を添加しなかった。ErはLaを
置換している。この導波路の比屈折率差は3.3%、カ
ットオフ波長は1.45μm、導波路長は20cmであ
る。実施例1と同様に測定系を構成した。ファイバーと
導波路の位置あわせには、微動調整付きのステージを利
用し、信号光透過率が最大になるようにした。励起パワ
ーを80mWから120mWまで変化させたとき、利得
平坦幅の変化は6nmであった。
COMPARATIVE EXAMPLE 2 1 wt% of Er was added to the core in the glass composition described in Example 1.
An added fluoride glass planar optical waveguide was used. No absorption factor element was added to the cladding. Er is replacing La. This waveguide has a relative refractive index difference of 3.3%, a cutoff wavelength of 1.45 μm, and a waveguide length of 20 cm. A measurement system was configured in the same manner as in Example 1. The positioning of the fiber and the waveguide was performed using a stage with fine movement adjustment so that the signal light transmittance was maximized. When the pump power was changed from 80 mW to 120 mW, the change of the gain flat width was 6 nm.

【0026】実施例4 コアにErを0.1wt%、クラッドにErを10pp
m添加したフッ化物/フツ燐酸ガラスファイバーを用い
た。コアとクラッドの基本ガラス組成を以下に示す。E
rはLaを置換した。数字はmol%である。 コア:53ZrF4-20BaF2-4LaF3-3AlF3-20NaF クラッド:9.7AlF3-9.5Al(PO3)3-53.8RF-27.1MF2 (R:L
i,Na、 M:Mg,Ca,Sr,Ba)
Example 4 Er was 0.1 wt% in the core and 10 pp Er was in the clad.
Fluoride / fluorophosphate glass fiber added with m was used. The basic glass compositions of the core and the clad are shown below. E
r replaced La. The numbers are mol%. Core: 53ZrF 4 -20BaF 2 -4LaF 3 -3AlF 3 -20NaF Clad: 9.7AlF 3 -9.5Al (PO 3 ) 3 -53.8RF-27.1MF 2 (R: L
i, Na, M: Mg, Ca, Sr, Ba)

【0027】このファイバーの比屈折率差は2.0%、
カットオフ波長は1.35μmであった。測定に使用し
たファイバーは長さ10mである。実施例1と同様に測
定系を構成し、利得の励起パワー依存性を測定した。そ
の結果、励起パワーを80mWから120mWまで変化
させたとき、利得平坦幅の変化は0.9nmであった。
The relative refractive index difference of this fiber is 2.0%,
The cutoff wavelength was 1.35 μm. The fiber used for the measurement is 10 m in length. A measurement system was configured in the same manner as in Example 1, and the pump power dependence of the gain was measured. As a result, when the pump power was changed from 80 mW to 120 mW, the change of the gain flat width was 0.9 nm.

【0028】比較例3 実施例4と同じ基本ガラス組成で、コアにErを0.1
wt%添加したフッ化物/フツ燐酸ガラスファイバーを
用いた。クラッドには、吸収因子元素を添加しなかっ
た。このファイバーの比屈折率差は2.0%、カットオ
フ波長は1.35μmであった。測定に使用したファイ
バーは長さ10mである。実施例1と同様に測定系を構
成し、利得の励起パワー依存性を測定した。その結果、
励起パワーを80mWから120mWまで変化させたと
き、利得平坦幅の変化は5.8nmであった。
COMPARATIVE EXAMPLE 3 The same basic glass composition as in Example 4, except that Er was 0.1
Fluoride / fluorophosphate glass fiber with wt% added was used. No absorption factor element was added to the cladding. The relative refractive index difference of this fiber was 2.0%, and the cutoff wavelength was 1.35 μm. The fiber used for the measurement is 10 m in length. A measurement system was configured in the same manner as in Example 1, and the pump power dependence of the gain was measured. as a result,
When the pump power was changed from 80 mW to 120 mW, the change of the gain flat width was 5.8 nm.

【0029】実施例5 コアにErを0.1wt%、クラッドにErを10pp
m添加したフッ化物/フツ燐酸ガラスファイバーを用い
た。コアとクラッドの基本ガラス組成を以下に示す。数
字はmol%である。 コア:18InF3-12GaF3-20ZnF2-30BaF2-10GdF3-10LuF3 クラッド:12Al(PO3)3-11.1AlF3-36.6RF-40.3MF2 (R:L
i,Na、M:Mg,Ca,Sr,Ba)
Example 5 Er was 0.1 wt% for the core and 10 pp for Er for the clad.
Fluoride / fluorophosphate glass fiber added with m was used. The basic glass compositions of the core and the clad are shown below. The numbers are mol%. Core: 18InF 3 -12GaF 3 -20ZnF 2 -30BaF 2 -10GdF 3 -10LuF 3 Cladding: 12Al (PO 3 ) 3 -11.1AlF 3 -36.6RF-40.3MF 2 (R: L
(i, Na, M: Mg, Ca, Sr, Ba)

【0030】このファイバーの比屈折率差は1.9%、
カットオフ波長は1.35μmであった。測定に使用し
たファイバーは長さ10mである。実施例1と同様に測
定系を構成し、利得の励起パワー依存性を測定した。そ
の結果、励起パワーを80mWから120mWまで変化
させたとき、利得平坦幅の変化は0.9nmであった。
The relative refractive index difference of this fiber is 1.9%,
The cutoff wavelength was 1.35 μm. The fiber used for the measurement is 10 m in length. A measurement system was configured in the same manner as in Example 1, and the pump power dependence of the gain was measured. As a result, when the pump power was changed from 80 mW to 120 mW, the change of the gain flat width was 0.9 nm.

【0031】実施例6 コアにErを0.1wt%、クラッドにFeを100p
pb添加したフッ化物/フツ燐酸ガラスファイバーを用
いた。コアとクラッドの基本ガラス組成は実施例4と同
じである。
Example 6 Er was 0.1 wt% in the core and Fe was 100 p in the clad.
Fluoride / fluorophosphate glass fibers added with pb were used. The basic glass compositions of the core and the clad are the same as in Example 4.

【0032】このファイバーの比屈折率差は1.9%、
カットオフ波長は1.35μmであった。測定に使用し
たファイバーは長さ10mである。実施例1と同様に測
定系を構成し、利得の励起パワー依存性を測定した。そ
の結果、励起パワーを80mWから120mWまで変化
させたとき、利得平坦幅の変化は0.9nmであった。
The relative refractive index difference of this fiber is 1.9%,
The cutoff wavelength was 1.35 μm. The fiber used for the measurement is 10 m in length. A measurement system was configured in the same manner as in Example 1, and the pump power dependence of the gain was measured. As a result, when the pump power was changed from 80 mW to 120 mW, the change of the gain flat width was 0.9 nm.

【0033】比較例4 実施例5と同じ基本ガラス組成で、コアにErを0.1
wt%添加したフッ化物/フツ燐酸ガラスファイバーを
用いた。クラッドには、吸収因子元素を添加しなかっ
た。このファイバーの比屈折率差は1.9%、カットオ
フ波長は1.35μmであった。測定に使用したファイ
バーは長さ10mである。実施例1と同様に測定系を構
成し、利得の励起パワー依存性を測定した。その結果、
励起パワーを80mWから120mWまで変化させたと
き、利得平坦幅の変化は5.6nmであった。
COMPARATIVE EXAMPLE 4 The same basic glass composition as in Example 5, except that the core contained
Fluoride / fluorophosphate glass fiber with wt% added was used. No absorption factor element was added to the cladding. The relative refractive index difference of this fiber was 1.9%, and the cutoff wavelength was 1.35 μm. The fiber used for the measurement is 10 m in length. A measurement system was configured in the same manner as in Example 1, and the pump power dependence of the gain was measured. as a result,
When the pump power was changed from 80 mW to 120 mW, the change of the gain flat width was 5.6 nm.

【0034】実施例7 コアにErを1wt%、クラッドにErを500ppm
添加したカルコゲナイド/フツ燐酸ガラス平面導波路を
用いた。コアとクラッドの基本ガラス組成を以下に示
す。数字はmol%である。 コア:30In2S3-40Ga2S3-30La2S3 クラッド:12Al(PO3)3-11AlF3-30.5RF2-46.5MF2 (R:Mg,
Ca、M:Sr,Ba)
Example 7 Er was 1 wt% in the core, and 500 ppm of Er was in the clad.
An added chalcogenide / fluorophosphate glass planar waveguide was used. The basic glass compositions of the core and the clad are shown below. The numbers are mol%. Core: 30In 2 S 3 -40Ga 2 S 3 -30La 2 S 3 Cladding: 12Al (PO 3 ) 3 -11AlF 3 -30.5RF 2 -46.5MF 2 (R: Mg,
(Ca, M: Sr, Ba)

【0035】この導波路の比屈折率差は3%、カットオ
フ波長は1.45μmであった。測定に使用した導波路
は長さ20cmである。実施例2と同様に測定系を構成
し、利得の励起パワー依存性を測定した。その結果、励
起パワーを80mWから120mWまで変化させたと
き、利得平坦幅の変化は1.1nmであった。
The waveguide had a relative refractive index difference of 3% and a cutoff wavelength of 1.45 μm. The waveguide used for the measurement is 20 cm in length. A measurement system was configured in the same manner as in Example 2, and the pump power dependence of the gain was measured. As a result, when the pumping power was changed from 80 mW to 120 mW, the change in the gain flat width was 1.1 nm.

【0036】比較例5 実施例7と同じ基本ガラス組成で、コアにErを1wt
%添加したカルコゲナイド/フツ燐酸ガラス平面導波路
を用いた。クラッドには、吸収因子元素を添加しなかっ
た。この導波路の比屈折率差は3%、カットオフ波長は
1.45μmであった。測定に使用した導波路は長さ2
0cmである。実施例2と同様に測定系を構成し、利得
の励起パワー依存性を測定した。その結果、励起パワー
を80mWから120mWまで変化させたとき、利得平
坦幅の変化は6.2nmであった。
Comparative Example 5 The same basic glass composition as in Example 7 was used, and 1 wt% of Er was added to the core.
% Planar chalcogenide / fluorophosphate glass waveguide was used. No absorption factor element was added to the cladding. The relative refractive index difference of this waveguide was 3%, and the cutoff wavelength was 1.45 μm. The waveguide used for the measurement is length 2
0 cm. A measurement system was configured in the same manner as in Example 2, and the pump power dependence of the gain was measured. As a result, when the pump power was changed from 80 mW to 120 mW, the change of the gain flat width was 6.2 nm.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明の光導波路を用いることにより、
利得の励起パワー依存性および信号伝送量依存性が少な
い広帯域な光増幅器を構成でき、それにより信頼性の高
い大容量高速光通信網が構築できる。
By using the optical waveguide of the present invention,
A wide-band optical amplifier having a small dependence of the gain on the pump power and the signal transmission amount can be constructed, whereby a large-capacity high-speed optical communication network with high reliability can be constructed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】Erの1.5μm帯吸収断面積を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a 1.5 μm band absorption cross section of Er.

【図2】Erの1.5μm帯誘導放出断面積を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing a 1.5 μm band stimulated emission cross section of Er.

【図3】NuとNlの比率を変化させた場合の利得係数の
変化を示す図である。
3 is a graph showing changes in gain factor in the case of changing the ratio of N u and N l.

【図4】信号光強度と信号光のクラッドへの侵入量の関
係を模式的に示した図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a relationship between signal light intensity and an amount of signal light entering a clad.

【図5】本発明の光増幅器の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of an optical amplifier of the present invention.

【図6】実施例1のファイバー増幅器の利得の励起パワ
ー依存性を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating the pump power dependence of the gain of the fiber amplifier according to the first embodiment.

【図7】比較例1のファイバー増幅器の利得の励起パワ
ー依存性を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating pump power dependence of the gain of the fiber amplifier of Comparative Example 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 信号光の入射部 2 光合分波素子 3 半導体レーザー 4 光増幅用ファイバー 5 高N.A.石英ファイバー 6 光アイソレーター 7 計測器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Incident part of signal light 2 Optical multiplexing / demultiplexing element 3 Semiconductor laser 4 Optical amplification fiber 5 High N.P. A. Quartz fiber 6 Optical isolator 7 Measuring instrument

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1.5μm帯において実質的に増幅作用
のある光導波路において、クラッド部に、Er,Fe,
Ni,Co,Cu,Crから選ばれる少なくとも1種類
以上の元素を含むことを特徴とする増幅用光導波路。
1. An optical waveguide having an amplifying effect substantially in a 1.5 μm band, wherein Er, Fe,
An amplification optical waveguide comprising at least one element selected from the group consisting of Ni, Co, Cu, and Cr.
【請求項2】 クラッド部が、酸化物ガラス、ハライド
酸化物ガラス、ハライドガラス、カルコゲナイドガラス
から選ばれる少なくとも1種類のガラスからなることを
特徴とする請求項1記載の増幅用光導波路。
2. The amplification optical waveguide according to claim 1, wherein the clad portion is made of at least one kind of glass selected from oxide glass, halide oxide glass, halide glass, and chalcogenide glass.
【請求項3】 コア部が、ハライド酸化物ガラス、ハラ
イドガラス、カルコゲナイドガラスから選ばれる少なく
とも1種類のガラスからなることを特徴とする請求項1
記載の増幅用光導波路。
3. The core part is made of at least one kind of glass selected from halide oxide glass, halide glass and chalcogenide glass.
An optical waveguide for amplification as described in the above.
【請求項4】 少なくとも励起光源、光合分波素子、光
アイソレータ、増幅用光導波路を備え、かつ増幅用光導
波路として請求項1から3記載の光導波路を用いること
を特徴とする1.5μm帯光増幅器。
4. A 1.5 μm band comprising at least an excitation light source, an optical multiplexing / demultiplexing element, an optical isolator, and an optical waveguide for amplification, and using the optical waveguide according to claim 1 as an optical waveguide for amplification. Optical amplifier.
【請求項5】 増幅用光導波路がファイバーからなるこ
とを特徴とする請求項4記載の1.5μm帯光増幅器。
5. The 1.5 μm band optical amplifier according to claim 4, wherein the amplification optical waveguide is made of a fiber.
【請求項6】 増幅用光導波路が平面光導波路からなる
ことを特徴とする請求項4記載の1.5μm帯光増幅
器。
6. The 1.5 μm band optical amplifier according to claim 4, wherein the amplifying optical waveguide comprises a planar optical waveguide.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6141479A (en) * 1997-11-04 2000-10-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Ge-Ga-S-based glass composition having light amplifying characteristic and apparatus for optical communications using the same
US7760423B2 (en) 2005-07-20 2010-07-20 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical amplifier

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6141479A (en) * 1997-11-04 2000-10-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Ge-Ga-S-based glass composition having light amplifying characteristic and apparatus for optical communications using the same
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