JPH033283A - 光増幅器 - Google Patents
光増幅器Info
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- JPH033283A JPH033283A JP13706589A JP13706589A JPH033283A JP H033283 A JPH033283 A JP H033283A JP 13706589 A JP13706589 A JP 13706589A JP 13706589 A JP13706589 A JP 13706589A JP H033283 A JPH033283 A JP H033283A
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- waveguide
- excitation light
- ions
- glass substrate
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
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- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は信号光を増幅する光増幅器に関する。
近年、石英系ガラスを主成分とする高純度ガラスから成
る光ファイバにＥｒ”イオンを溶解し、その光ファイバ
に前記Ｅｒ”イオンの光吸収帯に属する波長をもつ励起
光を入射させて咳Ｅｒ”イオンを励起し、該Ｅｒ”イオ
ンの励起準位４■１゜７ｔから基底準位 ＋＋ｓｚｇへ
の電子遷移を利用し、その遷移エネルギーに相当する波
長をもつ信号光を増幅する光増幅器が盛んに検討されて
いる。
る光ファイバにＥｒ”イオンを溶解し、その光ファイバ
に前記Ｅｒ”イオンの光吸収帯に属する波長をもつ励起
光を入射させて咳Ｅｒ”イオンを励起し、該Ｅｒ”イオ
ンの励起準位４■１゜７ｔから基底準位 ＋＋ｓｚｇへ
の電子遷移を利用し、その遷移エネルギーに相当する波
長をもつ信号光を増幅する光増幅器が盛んに検討されて
いる。
（文献１ ： Ｍ、Ｃ１Ｐａｒｒｉｅｓ ｅｔ ａｌ
Ｔｅｃｈ、ｄｉｇｅｓｔｉｎＯＦｃ’８９、ＴＵＧ ５
Ｈｕｓｔｏｎ、 １９８９ ）、Ｅｒ３＋イオンは第
５図に示すような励起準位２Ｈ１／！Ｓ４ Ｆｗ／ｚ、
’ Ｉ Ｑ／！、 Ｉｌ＋／！、’ ＋ １３／□基底
準位 ｒ＋ｓｉｔを持っており、その光吸収特性は第６
図に示すように、前記それぞれの励起準位と基底準位’
Ｉ Ｉｓ／２との間の遷移エネルギーに相当する波長
のところで吸収ピークを持っている。
Ｔｅｃｈ、ｄｉｇｅｓｔｉｎＯＦｃ’８９、ＴＵＧ ５
Ｈｕｓｔｏｎ、 １９８９ ）、Ｅｒ３＋イオンは第
５図に示すような励起準位２Ｈ１／！Ｓ４ Ｆｗ／ｚ、
’ Ｉ Ｑ／！、 Ｉｌ＋／！、’ ＋ １３／□基底
準位 ｒ＋ｓｉｔを持っており、その光吸収特性は第６
図に示すように、前記それぞれの励起準位と基底準位’
Ｉ Ｉｓ／２との間の遷移エネルギーに相当する波長
のところで吸収ピークを持っている。
励起準位’Ｉｌ！／！は準安定準位であり、基底準位’
Ｉ ｌｙｔとの間に反転分布を作り易い、しかもこの遷
移エネルギーは１．５３〜１．５６μｍの波長に相当し
、通信用光ファイバの最低透過損失波長帯と一敗するた
め、前記励起準位’１１３／□から基底準位’ Ｉ Ｉ
ｓ／！への電子遷移による光増幅作用は信号光を直接的
に光により増幅する光増幅器として有望である。第７図
は従来の光増幅器の１例を示す模式図である。波長１．
５５μの信号光がＥｒ１イオンを溶解した石英系の光フ
ァイバ１の一端ｌａから入力され他端１ｂから出力され
ている。
Ｉ ｌｙｔとの間に反転分布を作り易い、しかもこの遷
移エネルギーは１．５３〜１．５６μｍの波長に相当し
、通信用光ファイバの最低透過損失波長帯と一敗するた
め、前記励起準位’１１３／□から基底準位’ Ｉ Ｉ
ｓ／！への電子遷移による光増幅作用は信号光を直接的
に光により増幅する光増幅器として有望である。第７図
は従来の光増幅器の１例を示す模式図である。波長１．
５５μの信号光がＥｒ１イオンを溶解した石英系の光フ
ァイバ１の一端ｌａから入力され他端１ｂから出力され
ている。
その状態のところへ波長０．９８μｍの励起光が前記光
ファイバ１の他端１ｂから入射されると（ｌａから入射
しても同様の使用を示す）前記光フアイバ１内に溶解さ
れたＥｒ”イオンは基底準位４ｒｔｓ／意から励起準位
’！＋＋ｚｚに励起される。そして最終的に励起準位’
Ｉ Ｉｓｉ諺に遷移すると基底準位’ Ｉ Ｉｓ／ｌ
と励起準位’ １１３／１との間で反転分布が生ずる。
ファイバ１の他端１ｂから入射されると（ｌａから入射
しても同様の使用を示す）前記光フアイバ１内に溶解さ
れたＥｒ”イオンは基底準位４ｒｔｓ／意から励起準位
’！＋＋ｚｚに励起される。そして最終的に励起準位’
Ｉ Ｉｓｉ諺に遷移すると基底準位’ Ｉ Ｉｓ／ｌ
と励起準位’ １１３／１との間で反転分布が生ずる。
その反転分布により誘導放出が生じ、基底準位’ Ｉ
Ｉｓ／ｌと励起準位’ＩＩＩ／えとの間の遷移エネルギ
ーに相当する波長１．５５μｍをもつ信号光が増幅され
るわけである。この場合、光ファイバ１に溶解されたＥ
ｒ ″＊イオン濃度に対して最大の増幅効果を生ずる
光ファイバの長さが存在する。
Ｉｓ／ｌと励起準位’ＩＩＩ／えとの間の遷移エネルギ
ーに相当する波長１．５５μｍをもつ信号光が増幅され
るわけである。この場合、光ファイバ１に溶解されたＥ
ｒ ″＊イオン濃度に対して最大の増幅効果を生ずる
光ファイバの長さが存在する。
Ｅｒ″゛イオンの濃度が高くなると最大の増幅効果を生
ずる光ファイバの長さは短くなる関係にある。
ずる光ファイバの長さは短くなる関係にある。
従来の光増幅器においてはそれを構成する光ファイバの
長さが数ｍから数十ｍ必要とされていたため光増幅器の
素子化（コンパクト化）が妨げられていた。また励起光
が光ファイバの一端から入射されるため、該光ファイバ
の中で吸収されずに他端より出力される励起光の成分を
除去する必要があり、この事は光増幅器の構成を複雑に
する要因になっていた。前に説明したように光ファイバ
に溶解されるＥｒ”イオンの濃度を高くすることにより
光ファイバの長さを短くできるが、石英等の光フアイバ
中にＥｒ”イオンを高濃度に溶解することは難しく、Ｅ
ｒ”イオン濃度が２〜３ｗｔ％に達すると、石英系ガラ
ス中のホストガラスの組成にもよるが、一般に結晶化を
生じ低損失の光ファイバをつくることができにくくなる
。一方ＺｒＦａ 、ＢａＦ＝ 、ＬａＦ３等を主成分と
する多成分系ふう化物ガラスは近年、低損失な光ファイ
バが実現され最低損失は数ｄＢ、／：ｋｍを下回ったも
のも実現されている。このふつ化物ガラスは主成分にＬ
ａＦｓを含んでいるため同じランタニドであるＥｒはＬ
ａと置換することによりガラス中に溶解され易く、結晶
化を生ずることな（Ｅｒを高濃度に溶解することが可能
であるが（文献２：Ｓ。
長さが数ｍから数十ｍ必要とされていたため光増幅器の
素子化（コンパクト化）が妨げられていた。また励起光
が光ファイバの一端から入射されるため、該光ファイバ
の中で吸収されずに他端より出力される励起光の成分を
除去する必要があり、この事は光増幅器の構成を複雑に
する要因になっていた。前に説明したように光ファイバ
に溶解されるＥｒ”イオンの濃度を高くすることにより
光ファイバの長さを短くできるが、石英等の光フアイバ
中にＥｒ”イオンを高濃度に溶解することは難しく、Ｅ
ｒ”イオン濃度が２〜３ｗｔ％に達すると、石英系ガラ
ス中のホストガラスの組成にもよるが、一般に結晶化を
生じ低損失の光ファイバをつくることができにくくなる
。一方ＺｒＦａ 、ＢａＦ＝ 、ＬａＦ３等を主成分と
する多成分系ふう化物ガラスは近年、低損失な光ファイ
バが実現され最低損失は数ｄＢ、／：ｋｍを下回ったも
のも実現されている。このふつ化物ガラスは主成分にＬ
ａＦｓを含んでいるため同じランタニドであるＥｒはＬ
ａと置換することによりガラス中に溶解され易く、結晶
化を生ずることな（Ｅｒを高濃度に溶解することが可能
であるが（文献２：Ｓ。
Ａ、Ｐｏ１ｌａｃｋ ａｔ ａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
Ｌｅｔｔ ２４ ｐ３２０＋１９８８）、まだ信号光
の波長１．５５μｍでのぶつ化物ガラスの単一モード光
ファイバは実現されていない、光ファイバが信号光の波
長１．５５μｍで単一モード光ファイバになっているこ
とは高効率な光増幅を実現するために必要なことである
。
Ｌｅｔｔ ２４ ｐ３２０＋１９８８）、まだ信号光
の波長１．５５μｍでのぶつ化物ガラスの単一モード光
ファイバは実現されていない、光ファイバが信号光の波
長１．５５μｍで単一モード光ファイバになっているこ
とは高効率な光増幅を実現するために必要なことである
。
本発明の目的は従来の光増幅器の性能を変えることなく
素子化されたコンパクトな光増幅器を提供することにあ
る。
素子化されたコンパクトな光増幅器を提供することにあ
る。
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、
Ｅｒ１イオンを３ｗｔ％以上溶解したガラス基板に、前
記Ｅｒ”イオンの励起準位 １１３／Ｚをに相当する光
吸収帯に属する波長をもつ信号光で単一モード条件を満
足する少なくとも１つ以上の先導波路が形成され、その
先導波路の長手方向を挟む前記ガラス基板の両側面のう
ち少なくとも一方の側面に前記Ｅｒ’°イオンの光吸収
帯に属する励起光を発する光源が配置されているととも
に、少なくとも他方の側面に前記励起光を反射させる反
射ミラーが配置され、前記先導波路の一端から入射され
た前記信号光が前記導波路内で増幅されて他端から出力
されるように構成されていることを特徴とするものであ
る。
Ｅｒ１イオンを３ｗｔ％以上溶解したガラス基板に、前
記Ｅｒ”イオンの励起準位 １１３／Ｚをに相当する光
吸収帯に属する波長をもつ信号光で単一モード条件を満
足する少なくとも１つ以上の先導波路が形成され、その
先導波路の長手方向を挟む前記ガラス基板の両側面のう
ち少なくとも一方の側面に前記Ｅｒ’°イオンの光吸収
帯に属する励起光を発する光源が配置されているととも
に、少なくとも他方の側面に前記励起光を反射させる反
射ミラーが配置され、前記先導波路の一端から入射され
た前記信号光が前記導波路内で増幅されて他端から出力
されるように構成されていることを特徴とするものであ
る。
励起光の入射方向と信号光の入射方向とが異なるため、
先導波路内に残留する励起光の除去が容易になる。また
先導波路の長手方向を挟むガラス基板の両側面に前記励
起光を反射させる反射ミラーが配置されているため、前
記励起光を反射させることができ、該励起光を効率良く
光導波路内に照射させることができる。この励起光によ
り光導波路内のＥｒ３°イオンの励起がより活発に起り
、信号光の増幅度が向上する。
先導波路内に残留する励起光の除去が容易になる。また
先導波路の長手方向を挟むガラス基板の両側面に前記励
起光を反射させる反射ミラーが配置されているため、前
記励起光を反射させることができ、該励起光を効率良く
光導波路内に照射させることができる。この励起光によ
り光導波路内のＥｒ３°イオンの励起がより活発に起り
、信号光の増幅度が向上する。
以下本発明の実施例を第１図ないし第４図に基づいて詳
細に説明する。第１図は本発明の光増幅器の一実施例を
示す斜視図である１図中１はガラス基板、２は先導波路
、３は反射ミラー、４は励起用光源、５は台、６は裏面
反射ミラーである。
細に説明する。第１図は本発明の光増幅器の一実施例を
示す斜視図である１図中１はガラス基板、２は先導波路
、３は反射ミラー、４は励起用光源、５は台、６は裏面
反射ミラーである。
ガラス基板２は直方体の形をしており、その上面長手方
向はぼ中央に光導波路２が形成されている。
向はぼ中央に光導波路２が形成されている。
その光導波路２の長手方向を挟むガラス基板１０両側面
のうち１方の側面に励起用光源４が配置されているとと
もに、他方の側面に反射ミラー３が配置されている。ま
た励起用光源４のガラス基板１と向い合う面と反対の面
には裏面反射ミラーが設置されている。ガラス基板１は
第１表に示す組成をもつふう化物中のＬａＦｓのＬａを
Ｅｒに置換する方法（文献２ ： Ｓ、 Ａ、 Ｐｏ１
ｌａｃｋ ｅｔ ａｌＥｌｅｃｔｒｏｎ Ｌｅｔｔ ２
４ ｐ３２０． １９８ Ｂ ）によりＥｒ３゛イオ
ンを３ｗｔ％溶解したぶつ化物ガラスである。
のうち１方の側面に励起用光源４が配置されているとと
もに、他方の側面に反射ミラー３が配置されている。ま
た励起用光源４のガラス基板１と向い合う面と反対の面
には裏面反射ミラーが設置されている。ガラス基板１は
第１表に示す組成をもつふう化物中のＬａＦｓのＬａを
Ｅｒに置換する方法（文献２ ： Ｓ、 Ａ、 Ｐｏ１
ｌａｃｋ ｅｔ ａｌＥｌｅｃｔｒｏｎ Ｌｅｔｔ ２
４ ｐ３２０． １９８ Ｂ ）によりＥｒ３゛イオ
ンを３ｗｔ％溶解したぶつ化物ガラスである。
先導波路２は前記ガラス基板１上にイオン交換法（文献
３ ＋ Ｈ，Ｈａｓｈｉｚｕｍｅ ｅｔ ａｌ、 Ｔｅ
ｃｈｎｉｃａｌＤｉｇｅｓｔ ｉｎ ＯＦＣ’８９ＷＭ
ｌ、Ｈｕｓｔｏｎ、 １９８９）により作製することが
できる。−例を紹介するとガラス基板１の上面長手方向
の一部（チャンネル部に相当）を除き、５ｉｆｔのマス
クを施し、Ｐｂ塩のバス中に浴してＰｂイオンを拡散さ
せる。
３ ＋ Ｈ，Ｈａｓｈｉｚｕｍｅ ｅｔ ａｌ、 Ｔｅ
ｃｈｎｉｃａｌＤｉｇｅｓｔ ｉｎ ＯＦＣ’８９ＷＭ
ｌ、Ｈｕｓｔｏｎ、 １９８９）により作製することが
できる。−例を紹介するとガラス基板１の上面長手方向
の一部（チャンネル部に相当）を除き、５ｉｆｔのマス
クを施し、Ｐｂ塩のバス中に浴してＰｂイオンを拡散さ
せる。
拡散部は屈折率が周囲よりも高くなり、第１図に示すよ
うな半円形の断面形状を持つ光導波路２を作製すること
ができる。またこの光導波路２は少なくとも１．５３μ
ｍ以上の波長で単一モード条件を満足するように形成さ
れている。また光導波路２の長さはガラス基板ｌ中のＥ
ｒ”イオン濃度に依存する。第４図はＥｒ”イオン濃度
に対する最適光導波路長の関係を示した実験結果である
。先導波路は円形導波路でコア（導波部）径は３０μｍ
である。最適長は、増幅特性の長さ依存性を調べ、最も
増幅度が高いときの長さを取った。励起用光源の強度に
より第４図に示、すように最適光導波路長は変化する。
うな半円形の断面形状を持つ光導波路２を作製すること
ができる。またこの光導波路２は少なくとも１．５３μ
ｍ以上の波長で単一モード条件を満足するように形成さ
れている。また光導波路２の長さはガラス基板ｌ中のＥ
ｒ”イオン濃度に依存する。第４図はＥｒ”イオン濃度
に対する最適光導波路長の関係を示した実験結果である
。先導波路は円形導波路でコア（導波部）径は３０μｍ
である。最適長は、増幅特性の長さ依存性を調べ、最も
増幅度が高いときの長さを取った。励起用光源の強度に
より第４図に示、すように最適光導波路長は変化する。
このときの励起波長は８０２ｎｍである０図中の２本の
実線は別途吸収特性から測定した８ ０２ ｎｍの吸収
断面積とコア径３０μｍを用いて求めた理論式である。
実線は別途吸収特性から測定した８ ０２ ｎｍの吸収
断面積とコア径３０μｍを用いて求めた理論式である。
コア径３０μｍがマルチモード領域であるのと、導波路
長が短いとこでは長さの誤差を生じやすい等の理由でデ
ータにはバラツキがあるが、はぼ理論に近い反比例の関
係を示している。この図から励起光が５００ｍＷ程度で
も光導波路長を１０ｃｍ以下の長さとするためには３ｗ
ｔ％以上のＥｒ”イオン濃度が必要である。そしてこの
ような高濃度のドーピングは従来の石英径ガラスでは困
難である。この実験では励起光源にＡｒレーザ励起のチ
タン・サファイアレーザを用いたが、実用的な観点から
は半導体レーザを励起光源に使用したい、半導体レーザ
の場合には高出力なレーザが得にくくまた先導波路内へ
の結合も悪いので、５００ｍＷもの光パワーを導波路内
に結合させることはむずかしい。
長が短いとこでは長さの誤差を生じやすい等の理由でデ
ータにはバラツキがあるが、はぼ理論に近い反比例の関
係を示している。この図から励起光が５００ｍＷ程度で
も光導波路長を１０ｃｍ以下の長さとするためには３ｗ
ｔ％以上のＥｒ”イオン濃度が必要である。そしてこの
ような高濃度のドーピングは従来の石英径ガラスでは困
難である。この実験では励起光源にＡｒレーザ励起のチ
タン・サファイアレーザを用いたが、実用的な観点から
は半導体レーザを励起光源に使用したい、半導体レーザ
の場合には高出力なレーザが得にくくまた先導波路内へ
の結合も悪いので、５００ｍＷもの光パワーを導波路内
に結合させることはむずかしい。
しかしながら第４図の結果はコア径３０μｍでの値であ
り、実際の通信用光ファイバのコア径７．５〜８μｍで
は、必要な励起光は近位的にコア面積に比例するため第
４図の結果から３ｗｔ％の濃度では３０ｍＷ以下の光励
起強度で良いことになる。
り、実際の通信用光ファイバのコア径７．５〜８μｍで
は、必要な励起光は近位的にコア面積に比例するため第
４図の結果から３ｗｔ％の濃度では３０ｍＷ以下の光励
起強度で良いことになる。
この値ならば通常の半導体レーザの使用が充分に可能な
レベルである。第１図において反射ミラー３はガラス基
板１の先導波路２と平行な一方の側面にアルミ、金など
をコーティングして作製することができる。励起用光源
４は、波長０．９８μｍの半導体レーザが用いられ、光
導波路２をはさんで前記反射ミラー３と反対側の側面に
配置されている。この半導体レーザには活性層の横幅の
広い高出力のものが望ましい、１１面反射ミラー６は励
起用光源４の励起光が出射する面と反対側の面にアルミ
、金などをコーティングして作製することができる。台
５は励起用光源４からの励起光を光導波路２に一敗させ
るために励起用光源４の高さ調整をするためのものであ
るが励起用光源のサイズによっては不要である。励起用
光源４から光導波路２に直角に波長０．９８μｍの励起
光が入射されると、先導波路２内のＥｒ”°、イオンが
励起準位１１１／ｌに励起される。即ちＥｒ１イオンは
０．９８μｍ近似に吸収帯を持っている。その後励起さ
れたＥｒ”イオンは励起準位 １１３／！に遷移し、基
底準′位’ Ｉ １ｍ／！との間で反転分布を生じ、誘
導放出が生ずることにより、基底準位’ Ｉ Ｉｓ／！
と励起準位’１１３／！との間の遷移エネルギーに相当
する波長１．５５ ＃の光を発生する。従ってこの状態
で波長１．５５μを持つ信号光を先導波路２の一端から
入射してやればこの信号光を増幅することができる。励
起用光源４から出射された励起光は反射ミラー３及び裏
面反射ミラー６との間で共振し効率よく光導波路２内の
Ｅｒ”イオンを励起することができる。
レベルである。第１図において反射ミラー３はガラス基
板１の先導波路２と平行な一方の側面にアルミ、金など
をコーティングして作製することができる。励起用光源
４は、波長０．９８μｍの半導体レーザが用いられ、光
導波路２をはさんで前記反射ミラー３と反対側の側面に
配置されている。この半導体レーザには活性層の横幅の
広い高出力のものが望ましい、１１面反射ミラー６は励
起用光源４の励起光が出射する面と反対側の面にアルミ
、金などをコーティングして作製することができる。台
５は励起用光源４からの励起光を光導波路２に一敗させ
るために励起用光源４の高さ調整をするためのものであ
るが励起用光源のサイズによっては不要である。励起用
光源４から光導波路２に直角に波長０．９８μｍの励起
光が入射されると、先導波路２内のＥｒ”°、イオンが
励起準位１１１／ｌに励起される。即ちＥｒ１イオンは
０．９８μｍ近似に吸収帯を持っている。その後励起さ
れたＥｒ”イオンは励起準位 １１３／！に遷移し、基
底準′位’ Ｉ １ｍ／！との間で反転分布を生じ、誘
導放出が生ずることにより、基底準位’ Ｉ Ｉｓ／！
と励起準位’１１３／！との間の遷移エネルギーに相当
する波長１．５５ ＃の光を発生する。従ってこの状態
で波長１．５５μを持つ信号光を先導波路２の一端から
入射してやればこの信号光を増幅することができる。励
起用光源４から出射された励起光は反射ミラー３及び裏
面反射ミラー６との間で共振し効率よく光導波路２内の
Ｅｒ”イオンを励起することができる。
以上の説明では励起光の波長として０．９８μｍを選ん
だが、その他Ｅｒ”イオンは励起準位ｔＨ＋Ｉ／ｍｓ
’Ｆ ４／！ｓ ’ Ｉ ＊ｙｚ、’Ｉ＋ｓｚ□のそれ
ぞれに相当する波長０．５２μｍ、０．６７μｍ、０．
８μｍ。
だが、その他Ｅｒ”イオンは励起準位ｔＨ＋Ｉ／ｍｓ
’Ｆ ４／！ｓ ’ Ｉ ＊ｙｚ、’Ｉ＋ｓｚ□のそれ
ぞれに相当する波長０．５２μｍ、０．６７μｍ、０．
８μｍ。
１．５μｍ付近に吸収帯をもっているのでそれらの波長
をもつ光も励起光として利用できる。
をもつ光も励起光として利用できる。
また前記光導波路２の断面形状は半円形をしているが前
記光導波路２の形成プロセスにおいてＮａイオン、ＩＦ
イオン、ＡＩイオン等の屈折率を低下させる効果を持つ
イオンを用いて複数回イオン拡散を行なうことにより前
記光導波路２の断面形状を第３図に示すように円形また
は楕円形にすることも可能である０円形または楕円形の
方が後段の光ファイバとの結合効率を改善することがで
きるからである。また先導波路２の本数は１本に限られ
ず第２図に示すように複数本にすることができ、その場
合は複数の信号光を同時に増幅させることが可能である
。またガラス基板ｌの原料としてはふつ化物ガラスのほ
かにりん・けい酸系ガラスもＥｒ”イオンを高濃度に溶
解でき有効であった。
記光導波路２の形成プロセスにおいてＮａイオン、ＩＦ
イオン、ＡＩイオン等の屈折率を低下させる効果を持つ
イオンを用いて複数回イオン拡散を行なうことにより前
記光導波路２の断面形状を第３図に示すように円形また
は楕円形にすることも可能である０円形または楕円形の
方が後段の光ファイバとの結合効率を改善することがで
きるからである。また先導波路２の本数は１本に限られ
ず第２図に示すように複数本にすることができ、その場
合は複数の信号光を同時に増幅させることが可能である
。またガラス基板ｌの原料としてはふつ化物ガラスのほ
かにりん・けい酸系ガラスもＥｒ”イオンを高濃度に溶
解でき有効であった。
さらに反射ミラー３はガラス基板１の一側面だけでなく
第３図に示すように先導波路２の一端及び他端との励起
用光源４から励起光が入射される部分を除く、全面に施
されるのも有効である。
第３図に示すように先導波路２の一端及び他端との励起
用光源４から励起光が入射される部分を除く、全面に施
されるのも有効である。
以上説明したように本発明の光増幅器はＥｒ”イオンが
溶解された光導波路内に、その先導波路の側面から前記
Ｅｒ”イオンの光吸収帯に属する励起光を照射している
ので、従来のように先導波路内に残留する励起光を除去
する必要がなくなり、従って従来先導波路の一端または
他端に設けられていた複雑な励起光除去装置が省略でき
、素子化されたコンパクトな光増幅器を得ることができ
た。
溶解された光導波路内に、その先導波路の側面から前記
Ｅｒ”イオンの光吸収帯に属する励起光を照射している
ので、従来のように先導波路内に残留する励起光を除去
する必要がなくなり、従って従来先導波路の一端または
他端に設けられていた複雑な励起光除去装置が省略でき
、素子化されたコンパクトな光増幅器を得ることができ
た。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図及び第
３図は本発明の他の実施例を示す斜視図、第４図はＥｒ
”イオンの濃度と最適光導波路長との関係を示すグラフ
、第５図はＥｒのエネルギー準位を示すグラフ、第６図
はＥｒの光吸収特性図、第７図は従来の光増幅器の模式
図である。 １〜ガラス基板、 ２〜先導波路、 ３〜反射ミラー ４〜励起用光源、 ５〜台、 ６〜裏 面反射ミラー
３図は本発明の他の実施例を示す斜視図、第４図はＥｒ
”イオンの濃度と最適光導波路長との関係を示すグラフ
、第５図はＥｒのエネルギー準位を示すグラフ、第６図
はＥｒの光吸収特性図、第７図は従来の光増幅器の模式
図である。 １〜ガラス基板、 ２〜先導波路、 ３〜反射ミラー ４〜励起用光源、 ５〜台、 ６〜裏 面反射ミラー
Claims (2)
- （１）Ｅｒ＾３＾＋イオンを３ｗｔ％以上溶解したガラ
ス基板に、前記Ｅｒ＾３＾＋イオンの励起準位＾４Ｉ＿
１＿３＿／＿２に相当する光吸収帯に属する波長をもつ
信号光で単一モード条件を満足する少なくとも１つ以上
の光導波路が形成され、その光導波路の長手方向を挟む
前記ガラス基板の両側面のうち少なくとも一方の側面に
前記Ｅｒ＾３＾＋イオンの光吸収帯に属する励起光を発
する光源が配置されているとともに、少なくとも他方の
側面に前記励起光を反射させる反射ミラーが配置され、
前記光導波路の一端から入射された前記信号光が前記導
波路内で増幅されて他端から出力されるように構成され
ていることを特徴とする光増幅器。 - （２）ガラス基板は、ＺｒＦ＿４及びＢａＦ＿２を主成
分とするふっ化物ガラス、またはりん・けい酸系ガラス
であることを特徴とする請求項１記載の光増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13706589A JPH033283A (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13706589A JPH033283A (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 光増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH033283A true JPH033283A (ja) | 1991-01-09 |
Family
ID=15190074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13706589A Pending JPH033283A (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH033283A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000072478A3 (en) * | 1999-05-24 | 2001-07-26 | Molecular Optoelectronics Corp | Compact optical amplifier package with integrated optical channel waveguide amplifier and pump source |
| WO2001067561A3 (en) * | 2000-03-03 | 2002-01-31 | Molecular Optoelectronics Corp | Optical waveguide amplifier |
| US6438304B1 (en) | 1998-07-23 | 2002-08-20 | Molecular Optoelectronics Corporation | Optical waveguide with dissimilar core and cladding materials, and light emitting device employing the same |
| US6511571B2 (en) | 1998-07-23 | 2003-01-28 | Molecular Optoelectronics Corporation | Method for fabricating an optical waveguide |
| JPWO2005091447A1 (ja) * | 2004-03-24 | 2008-02-07 | 独立行政法人科学技術振興機構 | レーザー装置 |
-
1989
- 1989-05-30 JP JP13706589A patent/JPH033283A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6438304B1 (en) | 1998-07-23 | 2002-08-20 | Molecular Optoelectronics Corporation | Optical waveguide with dissimilar core and cladding materials, and light emitting device employing the same |
| US6511571B2 (en) | 1998-07-23 | 2003-01-28 | Molecular Optoelectronics Corporation | Method for fabricating an optical waveguide |
| WO2000072478A3 (en) * | 1999-05-24 | 2001-07-26 | Molecular Optoelectronics Corp | Compact optical amplifier package with integrated optical channel waveguide amplifier and pump source |
| US6384961B2 (en) | 1999-05-24 | 2002-05-07 | Molecular Optoelectronics Corporation | Compact optical amplifier with integrated optical waveguide and pump source |
| WO2001067561A3 (en) * | 2000-03-03 | 2002-01-31 | Molecular Optoelectronics Corp | Optical waveguide amplifier |
| JPWO2005091447A1 (ja) * | 2004-03-24 | 2008-02-07 | 独立行政法人科学技術振興機構 | レーザー装置 |
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