JP2002121049A - 光増幅ガラス - Google Patents
光増幅ガラスInfo
- Publication number
- JP2002121049A JP2002121049A JP2001222938A JP2001222938A JP2002121049A JP 2002121049 A JP2002121049 A JP 2002121049A JP 2001222938 A JP2001222938 A JP 2001222938A JP 2001222938 A JP2001222938 A JP 2001222938A JP 2002121049 A JP2002121049 A JP 2002121049A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- light
- matrix
- optical amplification
- sio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】S+バンドおよびSバンドの光を増幅でき、励
起光による熱的損傷が起りにく、ファイバ化しても破断
しにくい光増幅ガラスを得る。 【解決手段】マトリクスガラスに質量百分率表示で0.
001〜10%のTmが添加されている光増幅ガラスで
あって、該マトリクスガラスがBi2O3を15〜80
モル%含有し、かつSiO2およびB2O3の少なくと
もいずれか一方を含有する光増幅ガラス。
起光による熱的損傷が起りにく、ファイバ化しても破断
しにくい光増幅ガラスを得る。 【解決手段】マトリクスガラスに質量百分率表示で0.
001〜10%のTmが添加されている光増幅ガラスで
あって、該マトリクスガラスがBi2O3を15〜80
モル%含有し、かつSiO2およびB2O3の少なくと
もいずれか一方を含有する光増幅ガラス。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光増幅ガラスに関す
る。特に、1.4〜1.5μmの波長の光に対し広帯域
で増幅可能な光増幅ガラスに関する。
る。特に、1.4〜1.5μmの波長の光に対し広帯域
で増幅可能な光増幅ガラスに関する。
【0002】
【従来の技術】光通信システムにおける光増幅器への応
用を目的として、コアガラスとクラッドガラスからな
り、該コアガラス用ガラスとして、希土類元素が添加さ
れた光増幅ガラスの開発が進められている。一方、将来
見込まれる通信サービスの多様化に対応するために、伝
送容量の拡大を図る波長多重光通信方式(WDM)が提
案されている。WDMにおいては、波長多重のチャンネ
ル数が増加するほど伝送容量が大きくなる。
用を目的として、コアガラスとクラッドガラスからな
り、該コアガラス用ガラスとして、希土類元素が添加さ
れた光増幅ガラスの開発が進められている。一方、将来
見込まれる通信サービスの多様化に対応するために、伝
送容量の拡大を図る波長多重光通信方式(WDM)が提
案されている。WDMにおいては、波長多重のチャンネ
ル数が増加するほど伝送容量が大きくなる。
【0003】従来、Cバンド(波長:1530〜156
0nm)またはLバンド(波長:1570〜1600n
m)の光増幅に好適なガラスとしてEr(エルビウム)
が添加された光増幅ガラスが、S+バンド(波長:14
50〜1490nm)およびSバンド(波長:1490
〜1530nm)の光増幅に好適なガラスとしてTm
(ツリウム)が添加された光増幅ガラスが、それぞれ提
案されている。
0nm)またはLバンド(波長:1570〜1600n
m)の光増幅に好適なガラスとしてEr(エルビウム)
が添加された光増幅ガラスが、S+バンド(波長:14
50〜1490nm)およびSバンド(波長:1490
〜1530nm)の光増幅に好適なガラスとしてTm
(ツリウム)が添加された光増幅ガラスが、それぞれ提
案されている。
【0004】Tm添加光増幅ガラスには増幅されるべき
光すなわち信号光とともに励起光が入射され、Tmの誘
導放出遷移を利用して信号光が増幅される。励起光の波
長は、アップコンバージョン法による励起を行う場合、
典型的には1.0〜1.6μmである。なお、Tm添加
光増幅ガラスは通常ファイバ化して使用される。
光すなわち信号光とともに励起光が入射され、Tmの誘
導放出遷移を利用して信号光が増幅される。励起光の波
長は、アップコンバージョン法による励起を行う場合、
典型的には1.0〜1.6μmである。なお、Tm添加
光増幅ガラスは通常ファイバ化して使用される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】Tm添加光増幅ガラス
においては、3H4−3F4間の誘導放出遷移を利用し
てS+バンドおよびSバンドの光増幅が行われる。しか
し、3H4準位の下には約4300cm−1離れて近接
する準位3H5が存在する。Tm3+を含有するガラス
のフォノンエネルギーが大きい場合、この近接準位3H
5のために前記誘導放出遷移におけるマルチフォノン緩
和が増大して輻射緩和が減少し、その結果発光効率、し
たがって光増幅率が低下するおそれがある。
においては、3H4−3F4間の誘導放出遷移を利用し
てS+バンドおよびSバンドの光増幅が行われる。しか
し、3H4準位の下には約4300cm−1離れて近接
する準位3H5が存在する。Tm3+を含有するガラス
のフォノンエネルギーが大きい場合、この近接準位3H
5のために前記誘導放出遷移におけるマルチフォノン緩
和が増大して輻射緩和が減少し、その結果発光効率、し
たがって光増幅率が低下するおそれがある。
【0006】Tm添加光増幅ガラスとして、たとえばフ
ッ化物ガラスにTmが添加された光増幅ガラス(フッ化
物系Tm添加光増幅ガラス)が提案されている。フッ化
物ガラスには酸化物ガラスに比べてマルチフォノン緩和
が少ない長所がある。しかし、フッ化物系Tm添加光増
幅ガラスのガラス転移点Tgは低く(典型的には320
℃以下)、励起光の強度が大きくなると熱的に損傷する
おそれがあった。また、フッ化物系Tm添加光増幅ガラ
スのビッカース硬度HVは低い(典型的には2.4GP
a)ためにキズがつきやすく、ファイバ化した際にその
キズが原因となって破断するおそれがあった。
ッ化物ガラスにTmが添加された光増幅ガラス(フッ化
物系Tm添加光増幅ガラス)が提案されている。フッ化
物ガラスには酸化物ガラスに比べてマルチフォノン緩和
が少ない長所がある。しかし、フッ化物系Tm添加光増
幅ガラスのガラス転移点Tgは低く(典型的には320
℃以下)、励起光の強度が大きくなると熱的に損傷する
おそれがあった。また、フッ化物系Tm添加光増幅ガラ
スのビッカース硬度HVは低い(典型的には2.4GP
a)ためにキズがつきやすく、ファイバ化した際にその
キズが原因となって破断するおそれがあった。
【0007】フッ化物ガラスにTmが添加された光増幅
ガラスとして、たとえば、モル%表示の組成がZr
F4:52.53%、BaF2:20.20%、LaF
3:3.03%、AlF3:4.04%、NaF:2
0.20%であるマトリクスガラスにTmが質量百分率
表示で1.19%添加されており、Tgが200℃、発
光スペクトルのピーク波長が1452nm、その半値幅
が76nmであるTm添加フッ化物ガラスZBLANが
知られている(Applied Optics,39
(27),4979〜4984(2000))。
ガラスとして、たとえば、モル%表示の組成がZr
F4:52.53%、BaF2:20.20%、LaF
3:3.03%、AlF3:4.04%、NaF:2
0.20%であるマトリクスガラスにTmが質量百分率
表示で1.19%添加されており、Tgが200℃、発
光スペクトルのピーク波長が1452nm、その半値幅
が76nmであるTm添加フッ化物ガラスZBLANが
知られている(Applied Optics,39
(27),4979〜4984(2000))。
【0008】また、テルライトガラスにTmが添加され
た光増幅ガラスとして、たとえば、モル%表示の組成が
TeO2:75%、ZnO:10%、Na2O:15%
であるマトリクスガラスにTmが質量百分率表示で1.
23%添加されており、発光スペクトルのピーク波長が
1458nm、その半値幅が114nmであるTm添加
テルライトガラスが知られているが、そのTgは低く2
95℃である(Applied Optics,39
(27),4979〜4984(2000))。
た光増幅ガラスとして、たとえば、モル%表示の組成が
TeO2:75%、ZnO:10%、Na2O:15%
であるマトリクスガラスにTmが質量百分率表示で1.
23%添加されており、発光スペクトルのピーク波長が
1458nm、その半値幅が114nmであるTm添加
テルライトガラスが知られているが、そのTgは低く2
95℃である(Applied Optics,39
(27),4979〜4984(2000))。
【0009】また、PbO:56モル%、Bi2O3:
27モル%、Ga2O3:17モル%からなる母ガラス
(マトリクスガラス)に、Tmが外掛けの質量百分率表
示で0.01%、0.05%または1.5%添加された
ガラス(Tm添加PbO−Bi2O3−Ga2O3ガラ
ス)が開示されている(Applied Optic
s,34(21),4284〜4289(199
5))。
27モル%、Ga2O3:17モル%からなる母ガラス
(マトリクスガラス)に、Tmが外掛けの質量百分率表
示で0.01%、0.05%または1.5%添加された
ガラス(Tm添加PbO−Bi2O3−Ga2O3ガラ
ス)が開示されている(Applied Optic
s,34(21),4284〜4289(199
5))。
【0010】前記母ガラスの徐冷点、ヌープ硬度はそれ
ぞれ319℃、2.2GPaである(Phys.Che
m.Glasses,27,119〜123(198
6))。徐冷点はTgに等しいとみなしてよく、またT
mを1.5%まで添加してもT Gに大きな変化はないと
考えられる。すなわち、前記Tm添加PbO−Bi2O
3−Ga2O3ガラスのTgはやはり320℃程度であ
り前記熱的損傷が起るおそれがある。
ぞれ319℃、2.2GPaである(Phys.Che
m.Glasses,27,119〜123(198
6))。徐冷点はTgに等しいとみなしてよく、またT
mを1.5%まで添加してもT Gに大きな変化はないと
考えられる。すなわち、前記Tm添加PbO−Bi2O
3−Ga2O3ガラスのTgはやはり320℃程度であ
り前記熱的損傷が起るおそれがある。
【0011】また、光学ガラスの場合ヌープ硬度はHV
よりも0.4〜1.3GPa低い値となる(ガラスの事
典、352頁、朝倉書店、1985年発行)ことを考慮
すると、前記Tm添加PbO−Bi2O3−Ga2O3
ガラスのHVは2.6〜3.5GPaの範囲にあると考
えられ、決して高いとはいえないものである。本発明
は、TgおよびHVが高く、かつ、S+バンドおよびS
バンドの光を増幅できる光増幅ガラスの提供を目的とす
る。
よりも0.4〜1.3GPa低い値となる(ガラスの事
典、352頁、朝倉書店、1985年発行)ことを考慮
すると、前記Tm添加PbO−Bi2O3−Ga2O3
ガラスのHVは2.6〜3.5GPaの範囲にあると考
えられ、決して高いとはいえないものである。本発明
は、TgおよびHVが高く、かつ、S+バンドおよびS
バンドの光を増幅できる光増幅ガラスの提供を目的とす
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、マトリクスガ
ラスに質量百分率表示で0.001〜10%のTmが添
加されている光増幅ガラスであって、該マトリクスガラ
スがBi2O3を15〜80モル%含有し、かつB2O
3およびSiO2の少なくともいずれか一方を含有する
光増幅ガラスを提供する。
ラスに質量百分率表示で0.001〜10%のTmが添
加されている光増幅ガラスであって、該マトリクスガラ
スがBi2O3を15〜80モル%含有し、かつB2O
3およびSiO2の少なくともいずれか一方を含有する
光増幅ガラスを提供する。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の光増幅ガラスのTgは3
60℃以上であることが好ましい。その理由は、光増幅
のための励起光として強度の大きいレーザー光を使用す
るとガラスの温度が局所的に高くなり、Tgが360℃
未満では、ガラスが熱的に損傷し、その結果光損失が増
加して光増幅が不充分となるおそれがあるからである。
より好ましくは380℃以上、特に好ましくは400℃
以上である。
60℃以上であることが好ましい。その理由は、光増幅
のための励起光として強度の大きいレーザー光を使用す
るとガラスの温度が局所的に高くなり、Tgが360℃
未満では、ガラスが熱的に損傷し、その結果光損失が増
加して光増幅が不充分となるおそれがあるからである。
より好ましくは380℃以上、特に好ましくは400℃
以上である。
【0014】本発明の光増幅ガラスのHVは3.6GP
a以上であることが好ましい。3.6GPa未満ではフ
ァイバ化した際に破断しやすくなるおそれがある。より
好ましくは3.8GPa以上、特に好ましくは4.0G
Pa以上である。
a以上であることが好ましい。3.6GPa未満ではフ
ァイバ化した際に破断しやすくなるおそれがある。より
好ましくは3.8GPa以上、特に好ましくは4.0G
Pa以上である。
【0015】本発明におけるマトリクスガラスへは光増
幅機能を付与するためにTmが添加される。マトリクス
ガラスを100%としたときのTmの質量百分率表示の
添加量(Tm添加量)が0.001%未満では、光増幅
率が低下する。好ましくは0.01%以上、より好まし
くは0.05%以上である。10%超では、ガラス化が
困難になる、または、濃度消光のためにかえって光増幅
率が低下する。好ましくは1%以下、より好ましくは
0.5%以下である。
幅機能を付与するためにTmが添加される。マトリクス
ガラスを100%としたときのTmの質量百分率表示の
添加量(Tm添加量)が0.001%未満では、光増幅
率が低下する。好ましくは0.01%以上、より好まし
くは0.05%以上である。10%超では、ガラス化が
困難になる、または、濃度消光のためにかえって光増幅
率が低下する。好ましくは1%以下、より好ましくは
0.5%以下である。
【0016】次に、本発明におけるマトリクスガラスの
成分について、モル%を単に%と表示して以下に説明す
る。Bi2O3は必須成分である。その含有量が15%
未満では光増幅率が低下する。好ましくは21%以上、
より好ましくは25%以上、特に好ましくは30%以
上、最も好ましくは38%以上である。80%超では、
ガラス化が困難になる、ファイバ加工時に失透する、ま
たはTgが低くなりすぎる。好ましくは70%以下、よ
り好ましくは60%以下、特に好ましくは55%以下、
最も好ましくは48%以下である。
成分について、モル%を単に%と表示して以下に説明す
る。Bi2O3は必須成分である。その含有量が15%
未満では光増幅率が低下する。好ましくは21%以上、
より好ましくは25%以上、特に好ましくは30%以
上、最も好ましくは38%以上である。80%超では、
ガラス化が困難になる、ファイバ加工時に失透する、ま
たはTgが低くなりすぎる。好ましくは70%以下、よ
り好ましくは60%以下、特に好ましくは55%以下、
最も好ましくは48%以下である。
【0017】SiO2およびB2O3はネットワークフ
ォーマであり、ガラス作製時の結晶析出を抑制してガラ
ス形成を容易にするために、少なくともいずれか一方を
含有しなければならない。この場合、SiO2のみを含
有しB2O3を含有しなくてもよいし、B2O3のみを
含有しSiO2を含有しなくてもよいし、SiO2およ
びB2O3の両者を含有してもよい。SiO2およびB
2O3のいずれをも含有しないと、ガラス化が困難にな
る、またはファイバ加工時に失透する。
ォーマであり、ガラス作製時の結晶析出を抑制してガラ
ス形成を容易にするために、少なくともいずれか一方を
含有しなければならない。この場合、SiO2のみを含
有しB2O3を含有しなくてもよいし、B2O3のみを
含有しSiO2を含有しなくてもよいし、SiO2およ
びB2O3の両者を含有してもよい。SiO2およびB
2O3のいずれをも含有しないと、ガラス化が困難にな
る、またはファイバ加工時に失透する。
【0018】SiO2およびB2O3の含有量の合計は
5〜75%であることが好ましい。5%未満ではガラス
化が困難になる、またはファイバ加工時に失透するおそ
れがある。より好ましくは20%以上、さらに好ましく
は25%以上、特に好ましくは30%以上、最も好まし
くは40%以上である。75%超では、光増幅率が低下
する、またはファイバ加工時に失透するおそれがある。
より好ましくは70%以下、特に好ましくは65%以
下、最も好ましくは60%以下である。
5〜75%であることが好ましい。5%未満ではガラス
化が困難になる、またはファイバ加工時に失透するおそ
れがある。より好ましくは20%以上、さらに好ましく
は25%以上、特に好ましくは30%以上、最も好まし
くは40%以上である。75%超では、光増幅率が低下
する、またはファイバ加工時に失透するおそれがある。
より好ましくは70%以下、特に好ましくは65%以
下、最も好ましくは60%以下である。
【0019】SiO2を含有する場合、その含有量は7
5%以下であることが好ましい。75%超では光増幅が
低下する、またはファイバ加工時に失透するおそれがあ
る。より好ましくは60%以下である。また、ガラス化
を容易にするためにはその含有量は10%以上であるこ
とが好ましい。
5%以下であることが好ましい。75%超では光増幅が
低下する、またはファイバ加工時に失透するおそれがあ
る。より好ましくは60%以下である。また、ガラス化
を容易にするためにはその含有量は10%以上であるこ
とが好ましい。
【0020】B2O3を含有する場合、その含有量は7
5%以下であることが好ましい。75%超では光増幅率
が低下する、またはファイバ加工時に失透するおそれが
ある。より好ましくは60%以下である。また、ガラス
化を容易にするためにはその含有量は15%以上である
ことが好ましい。より好ましくは20%以上である。
5%以下であることが好ましい。75%超では光増幅率
が低下する、またはファイバ加工時に失透するおそれが
ある。より好ましくは60%以下である。また、ガラス
化を容易にするためにはその含有量は15%以上である
ことが好ましい。より好ましくは20%以上である。
【0021】TeO2は必須ではないが、光増幅率を増
大させる効果があり20%まで含有してもよい。20%
超ではガラス作製時に結晶が析出しガラスの透過率が低
下するおそれがある。好ましくは10%以下、より好ま
しくは5%以下である。TeO2を含有する場合はその
含有量は1%以上であることが好ましい。より好ましく
は2%以上である。
大させる効果があり20%まで含有してもよい。20%
超ではガラス作製時に結晶が析出しガラスの透過率が低
下するおそれがある。好ましくは10%以下、より好ま
しくは5%以下である。TeO2を含有する場合はその
含有量は1%以上であることが好ましい。より好ましく
は2%以上である。
【0022】本発明におけるマトリクスガラスは、下記
酸化物基準のモル%表示で、 Bi2O3 21〜80%、 SiO2 0〜75%、 B2O3 0〜75%、 CeO2 0〜10%、 Ga2O3 0〜20%、 Al2O3 0〜20%、 TeO2 0〜20%、 Li2O 0〜10%、 TiO2 0〜10%、 ZrO2 0〜10%、 SnO2 0〜10%、 WO3 0〜10%、 から実質的になることが好ましい。Bi2O3、SiO
2、B2O3およびTeO2については先に説明したの
でこれら4成分以外の成分について以下に説明する。
酸化物基準のモル%表示で、 Bi2O3 21〜80%、 SiO2 0〜75%、 B2O3 0〜75%、 CeO2 0〜10%、 Ga2O3 0〜20%、 Al2O3 0〜20%、 TeO2 0〜20%、 Li2O 0〜10%、 TiO2 0〜10%、 ZrO2 0〜10%、 SnO2 0〜10%、 WO3 0〜10%、 から実質的になることが好ましい。Bi2O3、SiO
2、B2O3およびTeO2については先に説明したの
でこれら4成分以外の成分について以下に説明する。
【0023】CeO2は必須ではないが、ガラス組成中
のBi2O3がガラス溶融中に還元して金属ビスマスと
して析出しガラスの透明性を低下させることを抑制する
ために、10%までの範囲で含有してもよい。10%超
ではガラス化が困難になる、または黄色またはオレンジ
色の着色が強くなってガラスの透過率が低下し励起光波
長または信号光波長におけるバックグラウンドロスが増
大するおそれがある。好ましくは5%以下、より好まし
くは1%以下、特に好ましくは0.5%以下である。C
eO2を含有する場合、その含有量は0.01%以上で
あることが好ましい。より好ましくは0.05%以上、
特に好ましくは0.1%以上である。なお、ガラスの透
過率の低下を避けたい場合、CeO2の含有量は0.1
5%未満とすることが好ましく、実質的にCeO2を含
有しないことがより好ましい。
のBi2O3がガラス溶融中に還元して金属ビスマスと
して析出しガラスの透明性を低下させることを抑制する
ために、10%までの範囲で含有してもよい。10%超
ではガラス化が困難になる、または黄色またはオレンジ
色の着色が強くなってガラスの透過率が低下し励起光波
長または信号光波長におけるバックグラウンドロスが増
大するおそれがある。好ましくは5%以下、より好まし
くは1%以下、特に好ましくは0.5%以下である。C
eO2を含有する場合、その含有量は0.01%以上で
あることが好ましい。より好ましくは0.05%以上、
特に好ましくは0.1%以上である。なお、ガラスの透
過率の低下を避けたい場合、CeO2の含有量は0.1
5%未満とすることが好ましく、実質的にCeO2を含
有しないことがより好ましい。
【0024】Ga2O3は必須ではないが、利得が得ら
れる波長幅を大きくするために、またはファイバ加工時
の失透を抑制するために20%まで含有してもよい。2
0%超ではガラス作製時に結晶が析出しガラスの透過率
が低下するおそれがある。より好ましくは18%以下、
特に好ましくは15%以下、最も好ましくは10%以下
である。Ga2O3を含有する場合、その含有量は0.
1%以上であることが好ましい。より好ましくは1%以
上、特に好ましくは2%以上である。
れる波長幅を大きくするために、またはファイバ加工時
の失透を抑制するために20%まで含有してもよい。2
0%超ではガラス作製時に結晶が析出しガラスの透過率
が低下するおそれがある。より好ましくは18%以下、
特に好ましくは15%以下、最も好ましくは10%以下
である。Ga2O3を含有する場合、その含有量は0.
1%以上であることが好ましい。より好ましくは1%以
上、特に好ましくは2%以上である。
【0025】Al2O3は必須ではないが、ファイバ加
工時の失透を抑制するために20%まで含有してもよ
い。20%超ではガラス作製時に結晶が析出しガラスの
透過率が低下するおそれがある。より好ましくは15%
以下、特に好ましくは11%以下である。Al2O3を
含有する場合はその含有量は0.1%以上であることが
好ましい。より好ましくは1%以上、特に好ましくは2
%以上である。
工時の失透を抑制するために20%まで含有してもよ
い。20%超ではガラス作製時に結晶が析出しガラスの
透過率が低下するおそれがある。より好ましくは15%
以下、特に好ましくは11%以下である。Al2O3を
含有する場合はその含有量は0.1%以上であることが
好ましい。より好ましくは1%以上、特に好ましくは2
%以上である。
【0026】Ga2O3、Al2O3およびTeO2の
含有量の合計は40%以下であることが好ましい。40
%超ではガラス作製時に結晶が析出しガラスの透過率が
低下するおそれがある。より好ましくは30%以下、特
に好ましくは25%以下、最も好ましくは20%以下で
ある。また、前記含有量の合計は好ましくは2%以上、
より好ましくは4%以上である。
含有量の合計は40%以下であることが好ましい。40
%超ではガラス作製時に結晶が析出しガラスの透過率が
低下するおそれがある。より好ましくは30%以下、特
に好ましくは25%以下、最も好ましくは20%以下で
ある。また、前記含有量の合計は好ましくは2%以上、
より好ましくは4%以上である。
【0027】Li2O、TiO2、ZrO2およびSn
O2はいずれも必須ではないが、ファイバ加工時の失透
を抑制するために、それぞれ10%まで含有してもよ
い。WO3は必須ではないが、利得が得られる波長幅を
大きくするために10%まで含有してもよい。10%超
では光増幅率が低下するおそれがある。
O2はいずれも必須ではないが、ファイバ加工時の失透
を抑制するために、それぞれ10%まで含有してもよ
い。WO3は必須ではないが、利得が得られる波長幅を
大きくするために10%まで含有してもよい。10%超
では光増幅率が低下するおそれがある。
【0028】好ましいマトリクスガラスは実質的に上記
成分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲で他の
成分を含有してもよい。たとえば、ガラス形成を容易に
するために、またはファイバ加工時の失透を抑制するた
めに、ZnO、MgO、CaO、SrO、BaO、Na
2O、K2O、Cs2O、GeO2、CdO、PbO、
La2O3等を含有してもよい。
成分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲で他の
成分を含有してもよい。たとえば、ガラス形成を容易に
するために、またはファイバ加工時の失透を抑制するた
めに、ZnO、MgO、CaO、SrO、BaO、Na
2O、K2O、Cs2O、GeO2、CdO、PbO、
La2O3等を含有してもよい。
【0029】また、増感剤として、Tb2O3、Dy2
O3、Ho2O3、Nd2O3、Eu2O3等を含有し
てもよい。Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Nd
2O 3、Eu2O3を含有する場合、各成分の含有量は
0.001%以上であることが好ましい。より好ましく
は0.01%以上、特に好ましくは0.1%以上であ
る。
O3、Ho2O3、Nd2O3、Eu2O3等を含有し
てもよい。Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Nd
2O 3、Eu2O3を含有する場合、各成分の含有量は
0.001%以上であることが好ましい。より好ましく
は0.01%以上、特に好ましくは0.1%以上であ
る。
【0030】なお、PbOはビッカース硬度を低下させ
るおそれがあるので実質的に含有しないことが好まし
い。以上述べた前記他の成分の含有量の合計は10%以
下であることが好ましい。なお、Tb2O3、Dy2O
3、Ho2O3、Nd2O3およびEu2O3の含有量
の合計は2%以下であることが好ましい。より好ましく
は1.5%以下、特に好ましくは1%以下である。
るおそれがあるので実質的に含有しないことが好まし
い。以上述べた前記他の成分の含有量の合計は10%以
下であることが好ましい。なお、Tb2O3、Dy2O
3、Ho2O3、Nd2O3およびEu2O3の含有量
の合計は2%以下であることが好ましい。より好ましく
は1.5%以下、特に好ましくは1%以下である。
【0031】次に、Na2Oを含有し、ガラス化が容易
であり、またファイバ加工時に失透しにくいマトリクス
ガラスの好ましい態様について説明する。そのようなマ
トリクスガラスの第1の態様は、下記酸化物基準のモル
%表示で、Bi2O3 15〜80%、SiO2 1〜
75%、CeO2 0〜10%、Ga2O3 0〜25
%、Al2O3 0〜10%、Na2O 1〜9%、か
ら実質的になるものである。Bi2O3 30〜50
%、SiO2 5〜40%、CeO2 0〜0.5%、
Ga2O3 5〜22%、Al2O3 1〜10%、N
a2O 1〜9%、から実質的になることがより好まし
い。該態様のマトリクスガラスは実質的に上記成分から
なるが本発明の目的を損なわない範囲で他の成分を含有
してもよい。
であり、またファイバ加工時に失透しにくいマトリクス
ガラスの好ましい態様について説明する。そのようなマ
トリクスガラスの第1の態様は、下記酸化物基準のモル
%表示で、Bi2O3 15〜80%、SiO2 1〜
75%、CeO2 0〜10%、Ga2O3 0〜25
%、Al2O3 0〜10%、Na2O 1〜9%、か
ら実質的になるものである。Bi2O3 30〜50
%、SiO2 5〜40%、CeO2 0〜0.5%、
Ga2O3 5〜22%、Al2O3 1〜10%、N
a2O 1〜9%、から実質的になることがより好まし
い。該態様のマトリクスガラスは実質的に上記成分から
なるが本発明の目的を損なわない範囲で他の成分を含有
してもよい。
【0032】この態様のマトリクスガラスのモル%表示
の組成例A1〜A4を表1に示す。なお、表中のTgは
示差熱分析(DTA)により求めた(単位:℃)。
の組成例A1〜A4を表1に示す。なお、表中のTgは
示差熱分析(DTA)により求めた(単位:℃)。
【0033】
【表1】
【0034】Na2Oを含有し、ガラス化が容易であ
り、またファイバ加工時に失透しにくいマトリクスガラ
スの好ましい第2の態様は、下記酸化物基準のモル%表
示で、 Bi2O3 15〜53%、 SiO2 22〜50%、 CeO2 0〜10%、 Ga2O3 15〜35%、 Al2O3 0〜9%、 Na2O 9.1〜20%、 ZnO 0〜4.5%、 BaO 0〜4.5%、 から実質的になり、Bi2O3/(SiO2+Ga2O
3)(以下この比をBi 2O3比という。)が0.30
〜0.80であり、かつ、Na2O/(Bi2O 3+G
a2O3+Al2O3+BaO+ZnO)(以下この比
をNa2O比という。)が0.15〜0.26であるも
のである。該態様のマトリクスガラスは実質的に上記成
分からなるが本発明の目的を損なわない範囲で他の成分
を含有してもよい。なお、CeO2は0〜0.5%であ
ることが、またBi2O3比は0.30〜0.79であ
ることがより好ましい。
り、またファイバ加工時に失透しにくいマトリクスガラ
スの好ましい第2の態様は、下記酸化物基準のモル%表
示で、 Bi2O3 15〜53%、 SiO2 22〜50%、 CeO2 0〜10%、 Ga2O3 15〜35%、 Al2O3 0〜9%、 Na2O 9.1〜20%、 ZnO 0〜4.5%、 BaO 0〜4.5%、 から実質的になり、Bi2O3/(SiO2+Ga2O
3)(以下この比をBi 2O3比という。)が0.30
〜0.80であり、かつ、Na2O/(Bi2O 3+G
a2O3+Al2O3+BaO+ZnO)(以下この比
をNa2O比という。)が0.15〜0.26であるも
のである。該態様のマトリクスガラスは実質的に上記成
分からなるが本発明の目的を損なわない範囲で他の成分
を含有してもよい。なお、CeO2は0〜0.5%であ
ることが、またBi2O3比は0.30〜0.79であ
ることがより好ましい。
【0035】この態様のマトリクスガラスのモル%表示
の組成例B1〜B11を表2に示す。なお、B1〜B6
についてはDTAによりTgを求めた(単位:℃)。
の組成例B1〜B11を表2に示す。なお、B1〜B6
についてはDTAによりTgを求めた(単位:℃)。
【0036】
【表2】
【0037】本発明の光増幅ガラスの作製法については
特に制限はない。たとえば、原料を混合し、白金ルツ
ボ、白金−金合金ルツボ、アルミナルツボ、石英ルツボ
やイリジウムルツボ中に入れて800〜1300℃で空
気中で溶融し、得られた融液(溶融ガラス)を所定のモ
ールドにキャストする溶融法によって本発明の光増幅ガ
ラスを作製できる。なお、ガラス中の水分を減少させマ
ルチフォノン緩和の増大を抑制するためには、前記溶融
法における溶融雰囲気の水分は少ないことが好ましく、
たとえば乾燥窒素や乾燥空気等の利用が好ましい。
特に制限はない。たとえば、原料を混合し、白金ルツ
ボ、白金−金合金ルツボ、アルミナルツボ、石英ルツボ
やイリジウムルツボ中に入れて800〜1300℃で空
気中で溶融し、得られた融液(溶融ガラス)を所定のモ
ールドにキャストする溶融法によって本発明の光増幅ガ
ラスを作製できる。なお、ガラス中の水分を減少させマ
ルチフォノン緩和の増大を抑制するためには、前記溶融
法における溶融雰囲気の水分は少ないことが好ましく、
たとえば乾燥窒素や乾燥空気等の利用が好ましい。
【0038】また、溶融法以外の方法、たとえばゾルゲ
ル法や気相蒸着法などにより本発明の光増幅ガラスを作
製してもよい。なお、このようにして作製した本発明の
光増幅ガラスをもとに、プリフォームを作成してファイ
バ化したり、または二重るつぼ法によってファイバ化し
たりすることによって光増幅ガラスファイバを作成でき
る。
ル法や気相蒸着法などにより本発明の光増幅ガラスを作
製してもよい。なお、このようにして作製した本発明の
光増幅ガラスをもとに、プリフォームを作成してファイ
バ化したり、または二重るつぼ法によってファイバ化し
たりすることによって光増幅ガラスファイバを作成でき
る。
【0039】
【実施例】表3のBi2O3からTeO2までの欄にモ
ル%表示で示したマトリクスガラスに、Tmの欄に質量
百分率表示で示す量のTmを添加したガラスを作製し
た。DTAにより求めたTgを表3に示す(単位:
℃)。また、例2についてはHVも示す(単位:MP
a)。
ル%表示で示したマトリクスガラスに、Tmの欄に質量
百分率表示で示す量のTmを添加したガラスを作製し
た。DTAにより求めたTgを表3に示す(単位:
℃)。また、例2についてはHVも示す(単位:MP
a)。
【0040】例1のガラスについて、半導体レーザーダ
イオード(出力:1W)を用いて波長800nmの光を
照射し、PbSを検出器として、波長1300〜160
0nmにおける発光スペクトルを測定した。発光強度を
任意単位として、結果を図1に示す。波長1470nm
付近にTmの3H4→3F4の遷移による発光ピーク
(半値幅:約120nm)が認められる。したがって、
たとえばアップコンバージョン法により、S+バンド
(波長:1450〜1490nm)およびSバンド(波
長:1490〜1530nm)における光増幅が可能で
ある。
イオード(出力:1W)を用いて波長800nmの光を
照射し、PbSを検出器として、波長1300〜160
0nmにおける発光スペクトルを測定した。発光強度を
任意単位として、結果を図1に示す。波長1470nm
付近にTmの3H4→3F4の遷移による発光ピーク
(半値幅:約120nm)が認められる。したがって、
たとえばアップコンバージョン法により、S+バンド
(波長:1450〜1490nm)およびSバンド(波
長:1490〜1530nm)における光増幅が可能で
ある。
【0041】
【表3】
【0042】
【発明の効果】本発明によれば、励起光として強度の大
きいレーザー光を使用しても熱的な損傷が起りにくく、
またファイバ化しても破断しにくく、かつS+バンドお
よびSバンドの光増幅が可能な光増幅ガラスが得られ、
S+バンドおよびSバンドにおいても波長多重伝送方式
による大容量の情報伝送が可能になる。
きいレーザー光を使用しても熱的な損傷が起りにくく、
またファイバ化しても破断しにくく、かつS+バンドお
よびSバンドの光増幅が可能な光増幅ガラスが得られ、
S+バンドおよびSバンドにおいても波長多重伝送方式
による大容量の情報伝送が可能になる。
【図1】本発明の光増幅ガラスの発光スペクトルを示す
図。
図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 6/00 376 G02B 6/00 376A H01S 3/17 H01S 3/17 (72)発明者 長嶋 達雄 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 Fターム(参考) 2H050 AB03X AB29X AD00 4G062 AA04 BB01 BB07 BB08 DA01 DA02 DA03 DA04 DA05 DA06 DA07 DA10 DB01 DB02 DB03 DB04 DC01 DC02 DC03 DC04 DC05 DC06 DC07 DD01 DE01 DF01 EA01 EA02 EA03 EA10 EB01 EC01 ED01 EE01 EF01 EG01 FA01 FA10 FB01 FB02 FB03 FC01 FC02 FC03 FD01 FE01 FE02 FE03 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 FL02 FL03 GA04 GA05 GA06 GA07 GB01 GC01 GD01 GD02 GD03 GD04 GE01 HH01 HH03 HH05 HH06 HH07 HH08 HH09 HH10 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK08 MM04 NN01 5F072 AB07 PP07
Claims (8)
- 【請求項1】マトリクスガラスに質量百分率表示で0.
001〜10%のTmが添加されている光増幅ガラスで
あって、該マトリクスガラスがBi2O3を15〜80
モル%含有し、かつSiO2およびB2O3の少なくと
もいずれか一方を含有する光増幅ガラス。 - 【請求項2】マトリクスガラスがBi2O3を21〜8
0モル%含有する請求項1に記載の光増幅ガラス。 - 【請求項3】マトリクスガラスのTeO2の含有量が0
〜20モル%である請求項1または2に記載の光増幅ガ
ラス。 - 【請求項4】マトリクスガラスが下記酸化物基準のモル
%表示で、 Bi2O3 21〜80%、 SiO2 0〜75%、 B2O3 0〜75%、 CeO2 0〜10%、 Ga2O3 0〜20%、 Al2O3 0〜20%、 TeO2 0〜20%、 Li2O 0〜10%、 TiO2 0〜10%、 ZrO2 0〜10%、 SnO2 0〜10%、 WO3 0〜10%、 から実質的になる請求項1、2または3に記載の光増幅
ガラス。 - 【請求項5】マトリクスガラスが下記酸化物基準のモル
%表示で、 Bi2O3 15〜80%、 SiO2 1〜75%、 CeO2 0〜10%、 Ga2O3 0〜25%、 Al2O3 0〜10%、 Na2O 1〜9%、 から実質的になる請求項1に記載の光増幅ガラス。 - 【請求項6】マトリクスガラスが下記酸化物基準のモル
%表示で、 Bi2O3 15〜53%、 SiO2 22〜50%、 CeO2 0〜10%、 Ga2O3 15〜35%、 Al2O3 0〜9%、 Na2O 9.1〜20%、 ZnO 0〜4.5%、 BaO 0〜4.5%、 から実質的になり、Bi2O3/(SiO2+Ga2O
3)が0.30〜0.80であり、かつ、Na2O/
(Bi2O3+Ga2O3+Al2O3+BaO+Zn
O)が0.15〜0.26である請求項1に記載の光増
幅ガラス。 - 【請求項7】ガラス転移点が360℃以上である請求項
1〜6のいずれかに記載の光増幅ガラス。 - 【請求項8】ビッカース硬度が3.6GPa以上である
請求項1〜7のいずれかに記載の光増幅ガラス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001222938A JP2002121049A (ja) | 2000-08-10 | 2001-07-24 | 光増幅ガラス |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000-242407 | 2000-08-10 | ||
JP2000242407 | 2000-08-10 | ||
JP2001222938A JP2002121049A (ja) | 2000-08-10 | 2001-07-24 | 光増幅ガラス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002121049A true JP2002121049A (ja) | 2002-04-23 |
Family
ID=26597710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001222938A Pending JP2002121049A (ja) | 2000-08-10 | 2001-07-24 | 光増幅ガラス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002121049A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002145636A (ja) * | 2000-11-06 | 2002-05-22 | Asahi Glass Co Ltd | 光増幅ガラス |
JP2002211950A (ja) * | 2000-11-17 | 2002-07-31 | Asahi Glass Co Ltd | 光増幅ガラス |
KR100477802B1 (ko) * | 2002-05-06 | 2005-03-22 | 한국전자통신연구원 | 툴륨 이온 첨가 규산염 유리 및 그 용도 |
JP2006282501A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-10-19 | Nippon Electric Glass Co Ltd | Bi2O3−B2O3系ガラス組成物およびBi2O3−B2O3系封着材料 |
JP2007537118A (ja) * | 2004-05-11 | 2007-12-20 | エリクソン テレコムニカソンイス ソシエダット アノニマ | 光増幅器ファイバ用ガラス |
CN112374749A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-19 | 长春理工大学 | 一种铋硼铝可调谐的激光玻璃及其制备方法 |
-
2001
- 2001-07-24 JP JP2001222938A patent/JP2002121049A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002145636A (ja) * | 2000-11-06 | 2002-05-22 | Asahi Glass Co Ltd | 光増幅ガラス |
JP4686844B2 (ja) * | 2000-11-06 | 2011-05-25 | 旭硝子株式会社 | 光増幅ガラス |
JP2002211950A (ja) * | 2000-11-17 | 2002-07-31 | Asahi Glass Co Ltd | 光増幅ガラス |
KR100477802B1 (ko) * | 2002-05-06 | 2005-03-22 | 한국전자통신연구원 | 툴륨 이온 첨가 규산염 유리 및 그 용도 |
JP2007537118A (ja) * | 2004-05-11 | 2007-12-20 | エリクソン テレコムニカソンイス ソシエダット アノニマ | 光増幅器ファイバ用ガラス |
JP4723569B2 (ja) * | 2004-05-11 | 2011-07-13 | エリクソン テレコムニカソンイス ソシエダット アノニマ | 光増幅器ファイバ用ガラス |
JP2006282501A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-10-19 | Nippon Electric Glass Co Ltd | Bi2O3−B2O3系ガラス組成物およびBi2O3−B2O3系封着材料 |
CN112374749A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-19 | 长春理工大学 | 一种铋硼铝可调谐的激光玻璃及其制备方法 |
CN112374749B (zh) * | 2020-11-20 | 2022-11-18 | 长春理工大学 | 一种铋硼铝可调谐的激光玻璃及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1180835B1 (en) | Optical amplifying glass | |
JP4240721B2 (ja) | 光増幅ガラスおよびその製造方法 | |
JP4240720B2 (ja) | 光増幅ガラス | |
US6620748B1 (en) | Light-amplifying glass, light-amplifying medium and resin-coated light-amplifying medium | |
US6410467B1 (en) | Antimony oxide glass with optical activity | |
JP4773948B2 (ja) | 酸化ビスマスガラスおよびそれを製造するプロセス | |
US6413891B1 (en) | Glass material suitable for a waveguide of an optical amplifier | |
JP4232414B2 (ja) | 光増幅ガラスおよび光導波路 | |
JPH11317561A (ja) | 光増幅ガラス | |
JP4862233B2 (ja) | 光増幅ガラス | |
JP2002121049A (ja) | 光増幅ガラス | |
US20020041750A1 (en) | Rare earth element-doped, Bi-Sb-Al-Si glass and its use in optical amplifiers | |
JP5516413B2 (ja) | 光増幅ガラス | |
JP4250830B2 (ja) | 光増幅ガラス | |
US6344425B1 (en) | Fluorotellurite, amplifier glasses | |
JP2004277252A (ja) | 光増幅ガラスおよび光導波路 | |
JP4686844B2 (ja) | 光増幅ガラス | |
JP4348987B2 (ja) | 光増幅ガラスおよび光導波路 | |
JP2004168578A (ja) | 光増幅ガラスおよび光導波路 | |
JP2002321938A (ja) | 光増幅ガラスおよび光増幅導波路製造方法 | |
MXPA00009849A (en) | Antimony oxide glass with optical activity |