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JP3049077B2 - Functional optical fiber - Google Patents

Functional optical fiber

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JP3049077B2
JP3049077B2 JP2220617A JP22061790A JP3049077B2 JP 3049077 B2 JP3049077 B2 JP 3049077B2 JP 2220617 A JP2220617 A JP 2220617A JP 22061790 A JP22061790 A JP 22061790A JP 3049077 B2 JP3049077 B2 JP 3049077B2
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optical fiber
core
functional optical
stress
clad
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佳樹 千種
倫久 京藤
稔 渡辺
豊 勝山
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Sumitomo Electric Industries Ltd
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、活性物質を添加したコアを備えた機能性光
ファイバであって、例えば発光・増幅等の用途に使用す
る機能性光ファイバに関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a functional optical fiber having a core doped with an active substance, and for example, to a functional optical fiber used for applications such as light emission and amplification. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

光ファイバを用いて光増幅、レーザ発光等を行うた
め、活性物質として種々の希土類元素をコアに添加した
機能性光ファイバについての報告を成されている。殊
に、Nd、Er、Ho等を添加した機能性光ファイバは、ファ
イバレーザ、ファイバ増幅器、ファイバセンサ等とし
て、通信等の分野での応用が期待されている。
In order to perform optical amplification, laser emission, and the like using an optical fiber, a functional optical fiber in which various rare earth elements are added to a core as an active material has been reported. In particular, functional optical fibers doped with Nd, Er, Ho, etc. are expected to be applied in fields such as communication as fiber lasers, fiber amplifiers, fiber sensors, and the like.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、希土類元素をコアに添加した機能性光ファイ
バでは、その固有のエネルギー準位に起因して、発光波
長若しくは光増幅波長を任意に設定することができな
い。このため、機能性光ファイバを実用化できない場合
も生じていた。例えば、Ndの 遷移は波長1.31μm帯の光通信分野への応用が期待され
ている。にも拘わらず、Nd添加の光ファイバで最大の光
増幅利得が得られるのは波長1.31μmよりも長波長側の
波長1.33μmであり、波長1.31μmでは光増幅利得が選
られていない(OFC'90 Post Deadline Paper)。
However, in a functional optical fiber in which a rare earth element is added to a core, an emission wavelength or an optical amplification wavelength cannot be arbitrarily set due to its inherent energy level. For this reason, there have been cases where functional optical fibers cannot be put to practical use. For example, Nd The transition is expected to be applied to the 1.31 μm wavelength optical communication field. Nevertheless, the maximum optical gain can be obtained with the Nd-doped optical fiber at the wavelength 1.33 μm on the longer wavelength side than the wavelength 1.31 μm, and the optical amplification gain is not selected at the wavelength 1.31 μm (OFC '90 Post Deadline Paper).

そこで、上述の事情に鑑み、本発明は、希土類元素等
の活性物質を添加したコアを備える機能性光ファイバで
あって、その発光波長若しくは光増幅波長を所望のシフ
トを生じさせた光増幅用の機能性光ファイバを提供する
ことを目的としている。
In view of the above circumstances, the present invention is directed to a functional optical fiber having a core to which an active substance such as a rare earth element is added, which is used for optical amplification that causes a desired shift in its emission wavelength or optical amplification wavelength. The purpose of the present invention is to provide a functional optical fiber.

〔課題を解決するための手段及び作用〕[Means and Actions for Solving the Problems]

上述の目的を達成するため、本発明による機能性光フ
ァイバは、活性物質として希土類元素若しくは遷移金属
を添加したコアと、コアを取り囲み該コアよりも低い屈
折率を有するクラッドとを備え、更に、コアに応力を付
与する応力付与構造を設け、コアに付与された応力に応
じて活性物質の発光波長若しくは活性物質の光増幅波長
に所望のシフトを生じさせることを特徴とする。
To achieve the above object, a functional optical fiber according to the present invention includes a core doped with a rare earth element or a transition metal as an active material, and a clad surrounding the core and having a lower refractive index than the core, A stress applying structure for applying stress to the core is provided, and a desired shift is generated in the emission wavelength of the active substance or the optical amplification wavelength of the active substance in accordance with the stress applied to the core.

上記機能性光ファイバにおいては、応力付与構造によ
ってコアに応力が付与されているので、活性物質として
添加された希土類元素若しくは遷移金属のエネルギー準
位にエネルギーシフトが生じる。この結果、コアに付与
された応力に応じて、活性物質の発光波長若しくは活性
物質の光増幅波長に所望のシフトを生じさせることがで
きる。或いは、発光若しくは光増幅の波長依存性の特性
分布を変化させることができる。
In the above-mentioned functional optical fiber, since the stress is applied to the core by the stress applying structure, an energy shift occurs in the energy level of the rare earth element or the transition metal added as the active substance. As a result, a desired shift can be generated in the emission wavelength of the active substance or the light amplification wavelength of the active substance in accordance with the stress applied to the core. Alternatively, the wavelength-dependent characteristic distribution of light emission or optical amplification can be changed.

例えば、上記機能性光ファイバの好適な実施態様とし
て、クラッドと異なる線膨脹係数を有する被覆層をクラ
ッドの外側に設け、これを応力付与構造としてもよい。
For example, as a preferred embodiment of the above-mentioned functional optical fiber, a coating layer having a linear expansion coefficient different from that of the cladding may be provided outside the cladding, and this may be a stress applying structure.

仮に被覆層の線膨脹係数が大きいとすると、機能性光
ファイバがその被覆層及びクラッドの形成された温度よ
りも冷却された状態にあるとき、被覆層はクラッドに応
力を及ぼし、更にこの圧力はコアにも及ぶ。この場合、
コアに付与された圧力に応じて、活性物質の発光波長若
しくは活性物質の光増幅波長に所望のシフトを生じさせ
ることができる。
If the coefficient of linear expansion of the coating layer is large, when the functional optical fiber is cooled below the temperature at which the coating layer and the cladding are formed, the coating layer exerts stress on the cladding, and this pressure further increases. It extends to the core. in this case,
Depending on the pressure applied to the core, it is possible to cause a desired shift in the emission wavelength of the active substance or the light amplification wavelength of the active substance.

上記機能性光ファイバの別の好適な実施態様として、
コア及びクラッドに機械的応力を加え、これを応力付与
構造としてもよい。
As another preferred embodiment of the functional optical fiber,
A mechanical stress may be applied to the core and the clad to form a stress applying structure.

機械的応力の加え方としては、例えば機能性光ファイ
バを所定の方向に圧縮したり、引っ張ったり、ねじった
りすることが考えられる。これにより、各種の応力をコ
アに付与することができる。コアに付与した圧力に応じ
て活性物質の発光波長若しくは活性物質の光増幅波長に
所望のシフト等を生じさせることができることは上記の
場合と同様である。
As a method of applying the mechanical stress, for example, the functional optical fiber may be compressed, pulled, or twisted in a predetermined direction. Thereby, various stresses can be applied to the core. As described above, a desired shift or the like can be generated in the emission wavelength of the active substance or the light amplification wavelength of the active substance in accordance with the pressure applied to the core.

上記機能性光ファイバの更に別の好適な実施態様とし
て、クラッドの線膨脹係数とコアの線膨脹係数との間に
差を設け、これを応力付与構造としてもよい。
As still another preferred embodiment of the functional optical fiber, a difference may be provided between the coefficient of linear expansion of the clad and the coefficient of linear expansion of the core, and this may be a stress applying structure.

仮にクラッドの線膨脹係数が大きいとすると、機能性
光ファイバがそのコア及びクラッドの形成された温度よ
りも冷却された状態にあるとき、クラッドはコアに圧力
を与える。この場合、コアに付与された圧力に応じて、
活性物質の発光波長若しくは活性物質の光増幅波長に所
望のシフト等を生じさせることができる。
If the coefficient of linear expansion of the cladding is large, the cladding exerts pressure on the core when the functional optical fiber is cooler than the temperature at which the core and the cladding are formed. In this case, depending on the pressure applied to the core,
A desired shift or the like can be generated in the emission wavelength of the active substance or the light amplification wavelength of the active substance.

上記機能性光ファイバの更に別の好適な実施態様とし
て、クラッドの内部にクラッドの線膨脹係数と異なる応
力付与部を設けることによって、応力付与構造としても
よい。
As still another preferred embodiment of the functional optical fiber, a stress applying structure may be provided by providing a stress applying portion having a coefficient of linear expansion different from that of the clad inside the clad.

上記と同様に、応力付与部はクラッドに作用してこれ
を変形させコアに応力を発生させる。
Similarly to the above, the stress applying section acts on the clad to deform it and generate stress in the core.

上記機能性光ファイバの更に別の好適な実施態様とし
て、この機能性光ファイバの線引き時に急冷することに
よって、応力付与構造を形成することとしてもよい。
As still another preferred embodiment of the functional optical fiber, a stress applying structure may be formed by rapidly cooling the functional optical fiber at the time of drawing.

この場合、機能性光ファイバに表面は急冷されるの
で、クラッドには圧縮応力が働き、コアには引っ張り応
力が働く。
In this case, the surface of the functional optical fiber is rapidly cooled, so that a compressive stress acts on the clad and a tensile stress acts on the core.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について第1図から第5図を参
照しつつ、説明する。なお、本発明は、発光・光増幅等
の用途に使用する光増幅用の機能性光ファイバに関する
ものであるが、以下では、これを単に機能性光ファイバ
と呼ぶ。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. 1 to FIG. Note that the present invention relates to a functional optical fiber for optical amplification used for applications such as light emission and optical amplification. Hereinafter, this is simply referred to as a functional optical fiber.

第1図は、本発明に係る機能性光ファイバの第1実施
例を示した図である。本実施例の機能性光ファイバは、
活性物質としてNd3+を添加した燐酸塩ガラスからなるコ
ア12と、Nd3+を添加してない燐酸塩ガラスからなるクラ
ッド13とを備えている。更に、クラッド13の周囲には、
被覆層である応力付与ジャケット11が設けられている。
応力付与ジャケット11の材料としては、クラッド13より
も大きな線膨脹係数を有するガラスが使用されている。
FIG. 1 is a view showing a first embodiment of a functional optical fiber according to the present invention. The functional optical fiber of the present embodiment is
A core 12 made of phosphate glass to which Nd 3+ is added as an active material and a clad 13 made of phosphate glass to which Nd 3+ is not added are provided. Furthermore, around the cladding 13,
A stress applying jacket 11, which is a coating layer, is provided.
As a material of the stress applying jacket 11, glass having a linear expansion coefficient larger than that of the cladding 13 is used.

以下に、実施例の機能性光ファイバの構造について簡
単な説明を行う。
Hereinafter, the structure of the functional optical fiber of the embodiment will be briefly described.

上記のコア12、クラッド13及び応力付与ジャケット11
の組成に対応するガラスを溶融法により準備する。これ
らのガラスから、コア用ロッドとクラッド用パイプと応
力付与ジャケット用パイプとを作製する。これらのロッ
ド及びパイプをロッドインチューブ法によりファイバ化
し、機能性光ファイバを形成する。この機能性光ファイ
バでは、応力付与ジャケット11がクラッド13よりも大き
な線膨脹係数を有するため、コア12及びクラッド13には
圧縮応力が付与されることとなる。
The above-mentioned core 12, clad 13 and stress applying jacket 11
Is prepared by a melting method. From these glasses, a core rod, a cladding pipe, and a stress applying jacket pipe are produced. These rods and pipes are fiberized by a rod-in-tube method to form a functional optical fiber. In this functional optical fiber, since the stress applying jacket 11 has a larger linear expansion coefficient than the cladding 13, the core 12 and the cladding 13 are given compressive stress.

なお、上記第1実施例は様々な変形が可能である。例
えば、コア及びクラッドの材料として、珪酸塩ガラス、
弗化物ガラス等の使用が可能である。また、活性物質と
して、例えばEr等の稀土類元素の使用が可能なことはい
うまでもないが、他の遷移金属の使用も可能である。更
に、応力付与ジャケットとしては、線引きを可能にする
ため、コア及びクラッドに熱的な影響を及ぼさず、か
つ、耐候性の良いガラスを使用することが望ましい。た
だし、応力付与ジャケットを同時に線引きしない場合に
は、応力付与ジャケットの材料として、Al、In−Sn、Sn
等の金属材料の使用も可能である。この場合、ガラスよ
りも高い硬度を有する材料を使用することが望ましい。
更に、応力付与ジャケットの線膨脹係数は、クラッド及
びコアの線膨脹係数より小さくてもよい。この場合、コ
アには張力が働くものと考えられる。
The first embodiment can be modified in various ways. For example, silicate glass,
Use of fluoride glass or the like is possible. It is needless to say that a rare earth element such as Er can be used as the active substance, but other transition metals can also be used. Further, as the stress applying jacket, it is desirable to use a glass that does not thermally affect the core and the clad and has good weather resistance in order to enable drawing. However, if the stress applying jacket is not drawn simultaneously, Al, In-Sn, Sn
It is also possible to use a metal material such as. In this case, it is desirable to use a material having a higher hardness than glass.
Further, the coefficient of linear expansion of the stressed jacket may be less than the coefficient of linear expansion of the cladding and core. In this case, it is considered that tension acts on the core.

第2図は、コアを形成する燐酸塩ガラス中のイオンの
配列を模式的に示した図であり、第1実施例の機能性光
ファイバによって発光波長若しくは光増幅波長に所望の
シフトを生じさせることができる理由について考察した
ものである。中央の黒丸は活性イオンであるNd3+を示し
ている。その他はガラス形成成分及びガラス修飾成分等
によるガラスの構成イオンを示したものである。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the arrangement of ions in the phosphate glass forming the core. The functional optical fiber of the first embodiment causes a desired shift in the emission wavelength or the optical amplification wavelength. It considers the reason why it can be done. The black dot in the center indicates Nd 3+ which is an active ion. Others show the constituent ions of the glass by the glass forming component and the glass modifying component.

Nd3+のエネルギー準位は周囲のアニオン及びカチオン
が作り出す配位子場等によって分裂し、シフトする。こ
の場合、活性イオンが受ける配位子場は活性イオンと各
アニオン及びカチオンとの距離に主に依存している。例
えば、コアを形成する燐酸塩ガラスに一様な圧縮応力が
付与された場合について考えてみる。このような圧縮応
力の付与によって、活性イオンと周囲のイオンとの距離
が一様に減少する。この結果、Nd3+のエネルギー準位の
分裂及びシフトの度合いは大きく変動するものと考えら
れる。つまり、適当な圧縮応力の存在により、機能性光
ファイバ中のNd3+による発光波長若しくは光増幅波長を
シフトさせることができるものと考えられる。
The energy level of Nd 3+ is split and shifted by a ligand field created by surrounding anions and cations. In this case, the ligand field received by the active ion mainly depends on the distance between the active ion and each anion and cation. For example, consider the case where a uniform compressive stress is applied to the phosphate glass forming the core. By applying such compressive stress, the distance between active ions and surrounding ions is uniformly reduced. As a result, it is considered that the degree of splitting and shifting of the energy level of Nd 3+ greatly varies. That is, it is considered that the emission wavelength or the optical amplification wavelength by Nd 3+ in the functional optical fiber can be shifted by the presence of an appropriate compressive stress.

このような機能性光ファイバの使用により、例えばフ
ァイバレーザ、ファイバ増幅器等の作製が可能になる。
ファイバレーザの場合、所定の活性物質を含む上記機能
性光ファイバと、励起光を発生する励起光源と、励起光
を励起光源から機能性光ファイバ内に入射させる光学手
段と、機能性光ファイバ内の活性物質に起因する放射光
を機能性光ファイバにフィードバックする光共振器とを
備えるように構成する。また、ファイバ増幅器もファイ
バレーザと基本的には同様であるが、この場合、光共振
器が不要となり、逆に増幅すべき信号光を導入する光学
手段が必要となる。
By using such a functional optical fiber, for example, a fiber laser, a fiber amplifier and the like can be manufactured.
In the case of a fiber laser, the functional optical fiber containing a predetermined active substance, an excitation light source that generates excitation light, an optical unit that causes the excitation light to enter the functional optical fiber from the excitation light source, and a functional optical fiber And an optical resonator that feeds back emitted light caused by the active material to the functional optical fiber. The fiber amplifier is basically the same as the fiber laser. In this case, however, an optical resonator is not required, and conversely, an optical means for introducing a signal light to be amplified is required.

以下に、第1実施例について更に具体的な説明を行
う。
Hereinafter, the first embodiment will be described more specifically.

コアロッドを準備するため、仕上がり組成が15Na2O−
15Al2O3−70P2O5となるように、原料を調合した。更
に、調合した原料に活性物質としてNdの酸化物を添加
し、上記仕上がり組成に対しNd3+の濃度が1000ppmにな
るようにした。その後、調合した原料を加熱により溶融
し、急冷によりガラス化し、機械加工によりコアロッド
に成形した。
To prepare the core rod, finish composition 15 nA 2 O-
So that 15Al 2 O 3 -70P 2 O 5 , were formulated raw materials. Further, an oxide of Nd was added as an active substance to the prepared raw material so that the concentration of Nd 3+ was 1000 ppm with respect to the above-mentioned finished composition. Thereafter, the prepared raw material was melted by heating, vitrified by rapid cooling, and formed into a core rod by machining.

クラッドパイプ及び応力付与ジャケット用パイプも同
様の方法で準備した。ただし、クラッドパイプのガラス
の組成は3PbO−15Na2O−15Al2O3−67P2O5とした。ま
た、応力付与ジャケットパイプの組成は45Na2O−15Al2O
3−40P2O5とした。
A clad pipe and a pipe for a stress applying jacket were prepared in the same manner. However, the composition of the glass of the clad pipe was 3PbO-15Na 2 O-15Al 2 O 3 -67P 2 O 5. The composition of the stress-applying jacket pipe is 45Na 2 O-15Al 2 O
3 −40P 2 O 5

次に、公知のロッドインチューブ法により、これらの
コアロッド、クラッドパイプ及び応力付与ジャケット用
パイプを溶着し線引きし、機能性光ファイバを準備し
た。また、比較のため、コアロッド及びクラッドパイプ
のみを溶着し線引きした光ファイバも準備した。
Next, by a known rod-in-tube method, the core rod, the clad pipe and the pipe for the stress applying jacket were welded and drawn to prepare a functional optical fiber. For comparison, an optical fiber was prepared by welding and drawing only the core rod and the clad pipe.

次に、得られた機能性光ファイバの蛍光ピークについ
て測定を行った。具体的には、励起光源(ここでは、Ti
−サファイアレーザを使用した。)からの波長0.78μm
の励起光を上記機能性光ファイバの一端に導入し、その
他端から出力される蛍光を光スペクトラムアナライザで
測定した。コア及びクラッドのみからなる試料では、蛍
光ピークが波長1.324μmに存在することが観測され
た。他方、応力付与ジャケットを設けた試料では、蛍光
ピークが波長1.312μmに存在することが観測された。
Next, the fluorescence peak of the obtained functional optical fiber was measured. Specifically, an excitation light source (here, Ti
-A sapphire laser was used. 0.78μm from)
Was introduced into one end of the above functional optical fiber, and the fluorescence output from the other end was measured with an optical spectrum analyzer. In a sample consisting of only the core and the clad, it was observed that the fluorescence peak was present at a wavelength of 1.324 μm. On the other hand, in the sample provided with the stress applying jacket, it was observed that the fluorescence peak was present at a wavelength of 1.312 μm.

以上から明らかなように、応力付与ジャケットの使用
により蛍光ピーク波長を短波長側にシフトさせることが
できる。したがって、光増幅利得ののピーク波長も短波
長側にシフトさせることができるものと考えられる。実
施例の場合、応力付与ジャケットに使用するガラスはコ
ア及びクラッドに対して相対的に膨脹係数が高く低融点
となっている。このため、応力付与ジャケットを厚くし
て行くと、コアガラスには圧縮応力が働くものと考えら
れる。
As is clear from the above, the fluorescence peak wavelength can be shifted to the shorter wavelength side by using the stress applying jacket. Therefore, it is considered that the peak wavelength of the optical amplification gain can also be shifted to the shorter wavelength side. In the case of the embodiment, the glass used for the stress applying jacket has a high expansion coefficient and a low melting point relative to the core and the clad. For this reason, it is considered that as the thickness of the stress applying jacket increases, compressive stress acts on the core glass.

第3図は、本発明に係る第2実施例の機能性光ファイ
バを示したものである。
FIG. 3 shows a functional optical fiber according to a second embodiment of the present invention.

図に示すように、巻取用コア材料32の周囲には機能性
光ファイバ31が巻かれている。更に、機能性光ファイバ
31を固定するため、その周囲には樹脂モールド33が形成
されている。機能性光ファイバは、活性物質としてNd3+
を添加した燐酸塩ガラスからなるコアと、Nd3+を添加し
てない燐酸塩ガラスからなるクラッドとを備えている。
その作製方法は上記第1実施例の場合と同様である。
As shown in the figure, a functional optical fiber 31 is wound around a winding core material 32. Furthermore, functional optical fibers
In order to fix 31, a resin mold 33 is formed around it. The functional optical fiber has Nd 3+
And a clad made of phosphate glass to which Nd 3+ is not added.
The manufacturing method is the same as that of the first embodiment.

本実施例の特徴は、機能性光ファイバ31が高張力で巻
取られたまま樹脂モールド33で固定されている点にあ
る。この場合、機能性光ファイバ光軸方向に一定の応力
で引っ張られることとなる。この結果、機能性光ファイ
バのコア中のNd3+による発光波長若しくは光増幅波長を
シフトさせることができる。
The feature of this embodiment is that the functional optical fiber 31 is fixed by the resin mold 33 while being wound with high tension. In this case, the functional optical fiber is pulled with a constant stress in the optical axis direction. As a result, it is possible to shift the emission wavelength or the optical amplification wavelength due to Nd 3+ in the core of the functional optical fiber.

実施例では張力を与えて機能性光ファイバ31を巻き取
っているが、機能性光ファイバ31をねじりながら巻き取
ってもよい。この場合、機能性光ファイバ31にはねじり
応力が働く。
In the embodiment, the functional optical fiber 31 is wound by applying a tension. However, the functional optical fiber 31 may be wound while being twisted. In this case, a torsional stress acts on the functional optical fiber 31.

第4図は、本発明に係る第3実施例の機能性光ファイ
バを示したものである。
FIG. 4 shows a functional optical fiber according to a third embodiment of the present invention.

第4図(a)の機能性光ファイバは、活性物質として
Nd3+を添加した燐酸塩ガラスからなるコア41と、Nd3+
添加してない燐酸塩ガラスからなるクラッド42とを備え
ている。クラッド42の層内には、コア41の光軸と同一方
向に延びる応力付与部42a、42bが、コア41を挟むように
設けられている。この機能性光ファイバは、コア用及び
応力付与部用のガラスロッドとこれらを収容するための
3本の穴を設けたクラッド用パイプとを融着し線引きす
ることによって作製した。
The functional optical fiber of FIG. 4 (a) is used as an active substance.
A core 41 consisting of phosphate glass doped with Nd 3+, and a cladding 42 made of phosphate glass without the addition of Nd 3+. In the layer of the clad 42, stress applying portions 42a and 42b extending in the same direction as the optical axis of the core 41 are provided so as to sandwich the core 41. This functional optical fiber was produced by fusing and drawing a glass rod for a core and a stress applying portion and a cladding pipe provided with three holes for accommodating the glass rods.

実施例において、応力付与部42a、42bはクラッド42の
線膨脹係数よりも大きく、クラッド42よりも低融点であ
る。したがって、機能性光ファイバ作製時の残留応力に
より、クラッド42には引っ張り応力が働き、これに隣接
するコア41にも引っ張り応力が働くものと考えられる。
よって、機能性光ファイバのコア中のNd3+による発光波
長若しくは光増幅波長をシフトさせることができる。
In the embodiment, the stress applying portions 42a and 42b are larger than the linear expansion coefficient of the clad 42 and have a lower melting point than the clad 42. Therefore, it is considered that a tensile stress acts on the clad 42 due to the residual stress at the time of producing the functional optical fiber, and a tensile stress also acts on the core 41 adjacent thereto.
Therefore, it is possible to shift the emission wavelength or the optical amplification wavelength by Nd 3+ in the core of the functional optical fiber.

第4図(b)は、第4図(a)の機能性光ファイバの
変形例を示したものである。異なる点は、クラッド42中
に4本の応力付与部42a、42b、42c、42dを設けた点であ
る。この場合、第4図(a)の機能性光ファイバの場合
よりもより均一で大きな応力をコア41に付与することが
できる。
FIG. 4 (b) shows a modification of the functional optical fiber of FIG. 4 (a). The difference is that four stress applying portions 42a, 42b, 42c, 42d are provided in the cladding 42. In this case, a more uniform and larger stress can be applied to the core 41 than in the case of the functional optical fiber of FIG. 4 (a).

第4図(a)及び第4図(a)の機能性光ファイバの
変形例として、クラッド全体を応力付与のための手段と
して使用してもよい。つまり、クラッドの材料として、
コの材料のよりも線膨脹係数が大きく融点の低いガラス
等を使用すれば、機能性光ファイバを作製したときの残
留応力により、コアに圧縮応力を付与することができ
る。
As a modification of the functional optical fiber of FIGS. 4A and 4A, the entire cladding may be used as a means for applying stress. In other words, as the cladding material,
If a glass or the like having a higher linear expansion coefficient and a lower melting point than that of the material U is used, a compressive stress can be applied to the core due to residual stress when a functional optical fiber is manufactured.

第5図は、本発明に係る第4実施例の機能性光ファイ
バを示したものである。
FIG. 5 shows a functional optical fiber according to a fourth embodiment of the present invention.

第4実施例は、機能性光ファイバの製造工程の条件に
よってコアに応力を発生させようとするものである。コ
ア及びクラッドの組成に対応するガラスを溶融法により
準備する。なお、コアには活性物質が添加されている。
次に、準備したコア及びクラッド用のガラスからそれぞ
れコア用ロッドとクラッド用パイプとを作製する。これ
らのロッド及びパイプを溶着し、線引き用のプリフォー
ムとする。ここまでは従来の製造工程と何ら変わらな
い。
In the fourth embodiment, stress is generated in the core depending on the conditions of the manufacturing process of the functional optical fiber. Glass corresponding to the composition of the core and the clad is prepared by a melting method. Note that an active substance is added to the core.
Next, a core rod and a cladding pipe are produced from the prepared core and cladding glass, respectively. These rods and pipes are welded to form a preform for drawing. Up to this point, there is no difference from the conventional manufacturing process.

次に、第5図に示す線引き装置でプリフォームをファ
イバ化する。プリフォーム52は送り装置22に固定されて
徐々に降下する。プリフォーム52はヒーターで加熱さ
れ、軟化して線引きが開始される。線引きされた光ファ
イバ51はキャプスタン55を経由して、巻取ドラム56に巻
き取られる。このとき、軟化させる温度を低温にするか
或いは線引き後の光ファイバ51を急例するならば、大き
な応力がコア及びクラッドに残留することとなる。
Next, the preform is converted into a fiber by the drawing apparatus shown in FIG. The preform 52 is fixed to the feeding device 22 and descends gradually. The preform 52 is heated by the heater, softened, and drawing starts. The drawn optical fiber 51 is wound around a winding drum 56 via a capstan 55. At this time, if the softening temperature is set to a low temperature, or if the optical fiber 51 after drawing is used as an example, a large stress will remain in the core and the clad.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、応力付与構造
によってコアに応力が付与されているので、活性物質で
ある希土類元素若しくは遷移金属のエネルギー準位にシ
フト、分裂等が生じる。この結果、活性物質のエネルギ
ー準位の間隔に対応する発光波長若しくは光増幅波長に
シフトが生じ、或いは発光特性等に変化が生じる。即
ち、コアに付与された応力の大きさと種類を適当に調節
するならば、励起された活性物質中の電子の緩和に起因
する発光波長若しくは光増幅波長に所望のシフトを生じ
させることができ、或いは所定の波長帯域での発光特性
等を変化させることができる。
As described above, according to the present invention, since the stress is applied to the core by the stress applying structure, the energy level of the rare earth element or the transition metal, which is the active substance, is shifted or split. As a result, a shift occurs in the emission wavelength or the optical amplification wavelength corresponding to the interval between the energy levels of the active substances, or the emission characteristics change. That is, if the magnitude and type of the stress applied to the core are appropriately adjusted, a desired shift can be generated in the emission wavelength or the optical amplification wavelength due to relaxation of the electrons in the excited active material, Alternatively, the light emission characteristics in a predetermined wavelength band can be changed.

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

第1図は本発明による機能性光ファイバの第1実施例の
部分断面図、第2図はコアガラス中のイオンの配列を模
式的に示した図、第3図は第2実施例の機能性光ファイ
バを示した図、第4図は第3実施例の機能性光ファイバ
を示した図、第5図は第4実施例の機能性光ファイバの
製造方法を示した図である。 11……被覆層、12……コア、13……クラッド、31……機
能性光ファイバ、41……コア、42……クラッド、42a、4
2b、42c、42d……応力付与部。
FIG. 1 is a partial sectional view of a first embodiment of a functional optical fiber according to the present invention, FIG. 2 is a diagram schematically showing an arrangement of ions in a core glass, and FIG. 3 is a function of the second embodiment. FIG. 4 is a diagram illustrating a functional optical fiber according to a third embodiment, and FIG. 5 is a diagram illustrating a method of manufacturing the functional optical fiber according to the fourth embodiment. 11 ... Coating layer, 12 ... Core, 13 ... Clad, 31 ... Functional optical fiber, 41 ... Core, 42 ... Clad, 42a, 4
2b, 42c, 42d: Stress applying section.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千種 佳樹 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 京藤 倫久 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 渡辺 稔 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 勝山 豊 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−111208(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/35 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yoshiki Chikusa 1, Tayacho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Sumitomo Electric Industries, Ltd. Yokohama Works (72) Inventor Norihisa Keito 1, Tayacho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Sumitomo Electric (72) Inventor Minoru Watanabe Minami 1-chome, Taya-cho, Sakae-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Sumitomo Electric Industries, Ltd. (72) Inventor Yutaka Katsuyama 1-1-6 Uchisaiwai-cho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) References JP-A-62-111208 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/35

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】活性物質として希土類元素若しくは遷移金
属を添加したコアと、該コアを取り囲み該コアよりも低
い屈折率を有するクラッドと、を備える光増幅用の機能
性光ファイバであって、 前記コアに応力を付与する応力付与構造を設け、前記コ
アに付与された応力に応じて前記活性物質の発光波長若
しくは前記活性物質の光増幅波長に所望のシフトを生じ
させることを特徴とする光増幅用の機能性光ファイバ。
1. A functional optical fiber for optical amplification, comprising: a core to which a rare earth element or a transition metal is added as an active substance; and a cladding surrounding the core and having a lower refractive index than the core. A light amplification structure, wherein a stress applying structure for applying stress to a core is provided, and a desired shift is generated in an emission wavelength of the active substance or a light amplification wavelength of the active substance in accordance with the stress applied to the core. For functional optical fiber.
【請求項2】前記応力付与構造は、前記クラッドと異な
る線膨脹係数を有する被覆層を前記クラッドの外側に設
けることによって形成されたものであることを特徴とす
る請求項1に記載の機能性光ファイバ。
2. The functionality according to claim 1, wherein the stress applying structure is formed by providing a coating layer having a different coefficient of linear expansion from the cladding outside the cladding. Optical fiber.
【請求項3】前記応力付与構造は、前記コア及び前記ク
ラッドに機械的応力を加えるものであることを特徴とす
る請求項1に記載の機能性光ファイバ。
3. The functional optical fiber according to claim 1, wherein the stress applying structure applies a mechanical stress to the core and the clad.
【請求項4】前記応力付与構造は、前記クラッドの線膨
脹係数と前記コアの線膨脹係数との間に差を設けること
によって形成されたものであることを特徴とする請求項
1に記載の機能性光ファイバ。
4. The structure according to claim 1, wherein the stress applying structure is formed by providing a difference between a coefficient of linear expansion of the clad and a coefficient of linear expansion of the core. Functional optical fiber.
【請求項5】前記応力付与構造は、前記クラッドの内部
に該クラッドの線膨脹係数と異なる応力付与部を設ける
ことによって形成されたものであることを特徴とする請
求項1に記載の機能性光ファイバ。
5. The functional element according to claim 1, wherein the stress applying structure is formed by providing a stress applying section having a coefficient of linear expansion different from that of the clad inside the clad. Optical fiber.
【請求項6】前記応力付与構造は、機能性光ファイバの
線引き時に急冷することによって形成されたものである
ことを特徴とする請求項1に記載の機能性光ファイバ。
6. The functional optical fiber according to claim 1, wherein said stress applying structure is formed by quenching when drawing the functional optical fiber.
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JP5455350B2 (en) * 2008-10-22 2014-03-26 学校法人トヨタ学園 Fiber for fiber laser, method for manufacturing the same, and fiber laser

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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