【手続補正書】
【提出日】平成17年4月1日(2005.4.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１３】
前記連続照射が、前記誘導放出物質の緩和時間のτに関して、τ以下の励起光照射停止時間を含む連続照射であることを特徴とする、請求項１又は６に記載のプラスチック光ファイバー連続光増幅器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１５】
前記連続照射が、前記誘導放出物質の緩和時間のτに関して、τ以下の励起光照射停止時間を含む連続照射であることを特徴とする、請求項１４に記載の励起管。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項８記載の発明では、誘導放出物質として希土類キレートを用いたことを特徴とする。
また、請求項９記載の発明では、誘導放出物質の分布がプラスチック光ファイバーの中心からほぼ中心対称に分布していることを特徴とする。
また、請求項１０記載の発明は、プラスチック光ファイバーに側面から照射した励起光の強度が飽和している領域と誘導放出物質をドープした領域とがほぼ一致していることを特徴とする。
また、請求項１１記載の発明は、プラスチック光ファイバーにドープした誘導放出物質の信号光波長を含む発光領域と誘導放出物質の励起光波長を含む吸収領域とが分離しており、誘導放出物質の信号光波長における放出断面積が極大になる波長の近傍を信号光波長としたことを特徴とする。
また、請求項１２記載の発明は、プラスチック光ファイバーにドープした誘導放出物質の信号光波長を含む発光領域と誘導放出物質の励起光波長を含む吸収領域とが分離しており、誘導放出物質の信号光波長における放出断面積の極大波長と信号光波長がほぼ一致する誘導放出物質を選択したことを特徴とする。
さらに、請求項１３記載の発明は、連続照射が誘導放出物質の緩和時間のτに関して、τ以下の励起光照射停止時間を含む連続照射であることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
このような構成の本発明のプラスチック光ファイバー連続光増幅器では、励起光放射手段の励起光を誘導放出物質をドープしたプラスチック光ファイバーに連続照射するか又は誘導放出物質のτに関してτ以下の励起光照射停止時間を含む照射により、信号光を実質的に連続して光増幅することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明の励起管のうちで請求項１４記載の発明は、励起光を照射してプラスチック光ファイバーを励起する側面励起であって、プラスチック光ファイバーの誘導放出物質のドープ領域の直径のｒd と、誘導放出物質をドープした領域の長さと同じ励起光放射手段の長さのＬと、誘導放出物質の信号光波長における吸収断面積のσsaと、誘導放出物質の励起光波長における吸収断面積のσpaと、誘導放出物質の信号光波長における放出断面積のσseと、信号光強度分布内で誘導放出物質のドープ領域の重なっている部分の占める割合のＲとの関係が、式の、ｒd ／２ＲＬ≦σsa／σpa≦７ｒd ／２ＲＬ、を満足するように決めた長さＬを有し、励起光をプラスチック光ファイバーに連続照射する構成とした。
また、請求項１５記載の励起管は、誘導放出物質の緩和時間のτに関して、τ以下の励起光照射停止時間を含む連続照射であることを特徴とする。
また請求項１６記載の励起管は、プラスチック光ファイバーにドープした誘導放出物質の信号光波長における放出断面積と誘導放出物質の励起光波長における吸収断面積とを波長に関して分離し、誘導放出物質の励起光波長における吸収断面積が極大になる吸収波長を励起光波長としたことを特徴とする。
また、請求項１７記載の発明では、励起光放射手段の長さが、０．５ｃｍから５０ｃｍの範囲であることを特徴とする。
さらに、請求項１８記載の発明は、励起光放射手段が電極を両端に有し誘導放出物質の吸収波長とほぼ一致する発光波長を有する励起ガスを封入した二重管構造であることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
このような構成の本発明の励起管では、低い励起光強度で連続照射又は誘導放出物質の緩和時間のτに関してτ以下の励起光照射停止時間を含んで照射し、プラスチック光ファイバーにドープした誘導放出物質を光励起して実質的に連続して光増幅することができ、しかも実用上使用可能な大きさにすることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
したがって、
τσse＞（πｒd ｎＥ）（σsaＬｒd ／σpaｒd Ｗ）
〜（πｒd ｎＥ）ｒd （ｌｎ１０）／２ＲＷ      （１１）
となる。
ここで、ｎ＝１．５２、Ｅ＝３．１２×１０-19 、Ｒ＝０．０７６８８、π＝３．１４、増幅の閾値を１０ワットとすると、
τσse＞２．３×１０-18 ｒd 2 ［ｃｍ2 秒］                （１２）
となる。
したがって（１２）式を満たすようにτσseが大きい誘導放出物質を使うと閾値を小さくできるので、効率のよい光増幅器ができる。
例えば、ｒd ＝５０×１０-4ｃｍとすると、
τσse＞０．６×１０-22 ［ｃｍ2 秒］                  （１３）
となる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
したがって、連続光で増幅するために励起光強度をできるだけ低く抑え、十分な利得を得るためには、上述した（７）式と（１２）式の二つの関係を同時に満たすことが必要であり、励起管の長さを例えば２０ｃｍ程度の実用上の大きさにすれば、実用上必要な１０ｄＢ程度の利得が得られ、誘導放出物質として（８）式及び（１３）式を満たすものにすればよい。
さらに誘導放出物質の緩和時間のτに関して、τ以下の励起光照射停止時間、すなわちオフしている時間がτ以下、望ましくはτよりかなり小さければ、実質的に連続照射と同様になる。
したがって、本発明の励起管は必ずしも連続的に励起光を発しなくてもパルス光であってもよく、誘導放出物質をドープしたプラスチック光ファイバーを連続して励起することができる。
なお、（７）及び（１２）式の導出にあたっては誘導放出物質の準位モデルに限らず一般的に適用できる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のプラスチック光ファイバー連続光増幅器では、励起管又は発光素子の励起光を誘導放出物質をドープしたプラスチック光ファイバーに連続照射又は誘導放出物質のτに関してτ以下の励起光照射停止時間を含む照射により、信号光を実質的に連続して光増幅することができるという効果を有する。
また本発明の励起管では、低い励起光強度で連続照射又は誘導放出物質のτに関してτ以下の励起光照射停止時間を含む照射により、プラスチック光ファイバーにドープした誘導放出物質を光励起して光増幅することができ、しかも実用上使用可能な大きさにすることができるという効果を有する。