[发明专利]光放大用光纤及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及可以在光放大器或光纤激光振荡器等中使用的光放大用光纤及其制造方法。

技术背景

光放大用光纤是向纤芯区域内添加进Er等的稀土族元素的光波导。大家知道，若向已添加进稀土族元素的光纤内供给可以激励该稀土族元素的波长的激励光，由于可以形成反转分布，故将产生与该激励波长对应的感应发射。为此，光放大用光纤被广泛地利用于放大与该感应发射光的波长一致的信号光的光纤放大器或输出与该感应发射光的波长一致的波长的激光振荡光的光纤激光振荡器。对于光纤放大器或光纤激光振荡器来说，希望在更宽的波段中具有高而平坦的增益特性或振荡特性。因此，从这样的观点来看，人们也一直在研究适合于在这些光纤放大器或光纤激光振荡器等中使用的光放大用光纤。

例如，在日本专利杂志特开平1-145881号公报中，就公开了向包括光轴中心在内的纤芯区域的一部分内添加进Er元素的光放大用光纤。该现有例1的光放大用光纤，采用使信号光或激光振荡光的强度分布与添加进去的Er元素的分布相互近似的办法来实现高增益化。此外，在特开平5-283789号公报中，公开了向整个纤芯区域内添加Er元素的同时，向该纤芯区域内添加Al₂O₃的光放大用光纤。借助于象这样地向同一区域内添加Er元素和Al₂O₃的构造，现有例2的光放大用光纤也实现了放大波段的宽波段化和平坦化。

发明的公开

发明人等对上述那样的现有技术进行探讨的结果，发现了以下那样的课题。就是说，通过采用向包括光轴中心在内的纤芯区域内的至少一部分内添加进Er元素和Al₂O₃这双方的光纤的办法，就可以期待光纤放大器等的高增益化、放大波段的宽波段化和增益平坦化。但是，在制造适用于光纤放大器等的光纤的过程中，由于起因于光纤母材的加热和软化的Er元素或Al₂O₃将进行扩散，故实际上难于把添加进来的Er元素或Al₂O₃仅仅遏制在光纤的纤芯区域的一部分内。此外，借助于该扩散，结果就变成为如果一直到Al₂O₃的含有量少的区域为止都存在着Er元素，则存在着结合到本身为主材料的SiO₂上的Er元素而不会结合到Al₂O₃上。其结果是，不可能充分地实现在上述那样的适合于现有的光放大用光纤的光纤放大器等中的放大波段的宽波段化和增益平坦化。

另一方面，若为了解决上述那样的起因于Er元素的扩散的问题，增加Al₂O₃的添加量，则易于形成Al₂O₃的结晶。为此，在Al₂O₃的添加量中也存在着一个界限，因而光纤放大器等的放大波段宽波段化或增益平坦化也必然地存在着一个界限。

另外，由于在遍及光纤的整个纤芯区域地添加进Er元素和Al₂O₃的光放大用光纤中，与仅仅在纤芯区域的一部分内添加进Er元素和Al₂O₃的光纤不同，可以把整个纤芯区域用做添加区域，故增大该纤芯区域中的Al₂O₃的添加量是容易的，与上述的向纤芯区域的一部分内添加进Er元素等的光放大用光纤比较起来，易于实现光纤放大器等的放大波段的宽波段化和增益平坦化。但是，即便是在这种情况下，也不能避免制造过程中的光纤母材的加热和软化时的Er元素等的扩散，也不能否定存在着与本身为纤芯区域的外部(包层区域)的主材料的SiO₂进行结合而不与Al₂O₃进行结合的Er元素的可能性。因此，即便是使用在整个纤芯区域上同时添加进Er元素和Al₂O₃的光纤的光纤放大器等中，仍然存在着放大波段的宽波段化或增益平坦化的界限。

本发明就是为解决上述的课题而发明的，目的是提供具有在更宽的波段中可以得到高而平坦的增益特性或振荡特性的构造的光放大用光纤及其制造方法。