(57)【要約】【課題】  平坦な利得スペクトルを実現することができ光増幅効率が優れ製造が容易な蛍光性ガラス等を提供する。【解決手段】  蛍光性ガラスＢの組成は、Ｔａ２Ｏ５（2.5mol％），Ｂ２Ｏ３（5mol％），ＳｉＯ２（92.5mol％）およびＢｉ２Ｏ３（0.8mol％）からなる。蛍光性ガラスＣの組成は、ＧｅＯ２（2.5mol％），Ｂ２Ｏ３（5mol％），ＳｉＯ２（92.5mol％）およびＢｉ２Ｏ３（0.8mol％）からなる。また、蛍光性ガラスＤの組成は、Ｎａ２Ｏ（5mol％），Ａｌ２Ｏ３（5mol％），ＳｉＯ２（90mol％）およびＢｉ２Ｏ３（0.8mol％）からなる。蛍光性ガラスＢおよびＤそれぞれは、波長１．３２μｍ付近に蛍光ピークを有していることから、Ｏバンドの信号光を光増幅するのに適している。蛍光性ガラスＣは、波長１．４１μｍ付近に蛍光ピークを有していることから、Ｅバンドの信号光を光増幅するのに適している。【選択図】  図１
2004196649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
添加物としてＢｉイオンを含有する領域のガラス構成成分としてＳｉＯ２，ＧｅＯ２およびＰ２Ｏ５のうち少なくとも１種類の酸化物を５０mol％以上含むことを特徴とする蛍光性ガラス。
【請求項２】
ガラス構成成分としてＢａＯ，ＣａＯ，Ｎａ２Ｏ，Ｂ２Ｏ３，Ｇａ２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ５およびＮｂ２Ｏ５のうち少なくとも１種類の酸化物を含むことを特徴とする請求項１記載の蛍光性ガラス。
【請求項３】
共添加物として３価の正イオンとなる元素の酸化物を含有することを特徴とする請求項２記載の蛍光性ガラス。
【請求項４】
共添加物としてＡｌ２Ｏ３を含有することを特徴とする請求項３記載の蛍光性ガラス。
【請求項５】
共添加物として含有されるＡｌ２Ｏ３の濃度が５mol％以上であることを特徴とする請求項４記載の蛍光性ガラス。
【請求項６】
共添加物としてＡｌ２Ｏ３を含有すること無くＢ２Ｏ３を含有することを特徴とする請求項２記載の蛍光性ガラス。
【請求項７】
共添加物としてＴａ２Ｏ５を含有することを特徴とする請求項６記載の蛍光性ガラス。
【請求項８】
蛍光のピーク波長が１３００ｎｍを超えることを特徴とする請求項１記載の蛍光性ガラス。
【請求項９】
蛍光のピーク波長が１４００ｎｍを超えることを特徴とする請求項１記載の蛍光性ガラス。
【請求項１０】
塩基度の指標であるＢ値が０．３以下であることを特徴とする請求項１記載の蛍光性ガラス。
【請求項１１】
共添加物として３価の正イオンとなる元素の酸化物を含有することを特徴とする請求項１０記載の蛍光性ガラス。
【請求項１２】
添加物としてＢｉイオンを含有する領域にＡｌ２Ｏ３以外の共添加物を含有することを特徴とする蛍光性結晶。
【請求項１３】
添加物としてＢｉイオンを含有する領域にＡｌ２Ｏ３以外の共添加物を含有することを特徴とする蛍光性ガラスセラミックス。
【請求項１４】
請求項１〜１１の何れか１項に記載の蛍光性ガラスからなり、励起光および信号光を導波し得るとともに、前記励起光が供給されることにより前記信号光を光増幅し得ることを特徴とする光増幅用導波路。
【請求項１５】
請求項１４記載の光増幅用導波路と、
前記増幅用導波路に励起光を供給する励起光供給手段と
を備えることを特徴とする光増幅モジュール。
【請求項１６】
前記励起光の中心波長が８００ｎｍより長いことを特徴とする請求項１５記載の光増幅モジュール。
【請求項１７】
請求項１４記載の光増幅用導波路であって互いに組成が異なり信号光伝搬経路上に縦続接続された第１光増幅用導波路および第２光増幅用導波路と、
前記第１光増幅用導波路に励起光を供給する第１励起光供給手段と、
前記第２光増幅用導波路に励起光を供給する第２励起光供給手段と
を備えることを特徴とする光増幅モジュール。
【請求項１８】
前記第１光増幅用導波路がＡｌ２Ｏ３を含有し、
前記第２光増幅用導波路がＡｌ２Ｏ３以外の共添加物を含有し、
前記第１光増幅用導波路および前記第２光増幅用導波路それぞれの蛍光ピーク波長が互いに７０ｎｍ以上離れている
ことを特徴とする請求項１７記載の光増幅モジュール。
【請求項１９】
請求項１４記載の光増幅用導波路であって互いに組成が異なる第１光増幅用導波路および第２光増幅用導波路と、
前記第１光増幅用導波路に励起光を供給する第１励起光供給手段と、
前記第２光増幅用導波路に励起光を供給する第２励起光供給手段と、
入力した信号光を第１波長域と第２波長域とに分波して、前記第１波長域の信号光を前記第１光増幅用導波路へ出力し、前記第２波長域の信号光を前記第２光増幅用導波路へ出力する光分波手段と、
前記第１光増幅用導波路により光増幅されて出力された前記第１波長域の信号光と、前記第２光増幅用導波路により光増幅されて出力された前記第１波長域の信号光とを入力して、これらを合波して出力する光合波手段と
を備えることを特徴とする光増幅モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光性を有する蛍光性ガラス、この蛍光性ガラスからなる光増幅用導波路、および、この光増幅用導波路を含む光増幅モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信システム等において用いられる光増幅モジュールは、信号光が光伝送路を伝搬する間に被った損失を補償するものであり、光増幅媒体である光増幅用ファイバに励起光を供給することにより、その光増幅用ファイバにおいて信号光を光増幅することができる。例えば、Ｅｒ元素が添加された光増幅用ファイバを含む光増幅モジュール（ＥＤＦＡ: Erbium Doped Fiber Amplifier）は、波長０．９８μｍ帯または１．４８μｍ帯の励起光を用いて、Ｃバンド（１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ）またはＬバンド（１５６５ｎｍ〜１６２５ｎｍ）の信号光を光増幅することができる。また、Ｔｍ元素が添加された光増幅用ファイバを含む光増幅モジュール（ＴＤＦＡ: Thulium Doped Fiber Amplifier）は、波長０．８μｍ帯、１．０５μｍ帯、１．２μｍ帯、１．４μｍ帯または１．５５〜１．６５μｍ帯の励起光を用いて、Ｓバンド（１４６０ｎｍ〜１５３０ｎｍ）の信号光を光増幅することができる。
【０００３】
ところで、非特許文献１には、Ａｌ２Ｏ３（3.7重量％），ＳｉＯ２（94.0重量％）およびＢｉ２Ｏ３（2.2重量％）からなる組成の蛍光性ガラスが記載されている。このＢｉ２Ｏ３を含む組成の蛍光性ガラスの蛍光スペクトルは、波長１．２４μｍ付近に蛍光ピーク波長を有する広帯域のものとなっている。一方、この蛍光性ガラスは、波長域９００ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲では吸収スペクトルが観測されていない。したがって、この蛍光性ガラスからなる光増幅用ファイバを用いて光増幅モジュールを構成すれば、標準的なシングルモード光ファイバの零分散波長である波長１．３μｍを含む帯域で、信号光を光増幅することができるものと期待される。
【非特許文献１】藤本靖，他，「１．３μｍ帯におけるＢｉドープシリカガラスの新しい発光特性」，電子情報通信学会論文誌Ｃ，Vol.J83-C，No.4，pp.354-355 (2000年4月)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記非特許文献１に記載された蛍光性ガラスの蛍光性ピークは波長１．３μｍより短波長側にずれた波長１．２４μｍ付近に存在するので、この蛍光性ガラスからなる光増幅用ファイバを用いた光増幅モジュールは、励起光から信号光へのパワー変換の効率は必ずしも良くないと考えられる。
【０００５】
また、ＥＤＦＡの場合、実使用時の利得スペクトルは蛍光スペクトルから吸収スペクトルを反転分布に応じて差し引いたものとなるので、蛍光ピーク波長１．５３μｍが必ずしも利得ピーク波長では無く、寧ろ、蛍光ピーク波長より長波長側の波長１．５５μｍ〜１．５６μｍ付近で利得ピークが存在する。ＥＤＦＡの場合、利得スペクトル形状は反転分布により決定されるので、励起光および入力信号光それぞれのパワーを調整することにより、例えば反転分布を４０％と調整すれば、利得スペクトルの平坦性を実現することができる。これに対して、非特許文献１に記載された蛍光性ガラスは、蛍光が見られても吸収が見られないので、利得スペクトルの形状は蛍光スペクトルの形状と同一であると考えられる。したがって、この蛍光性ガラスからなる光増幅用ファイバを用いた光増幅モジュールの利得スペクトルは、励起光および信号光それぞれのパワーならびに光増幅用ファイバの濃度条長積を如何に調整しようとも、平坦性が悪いと考えられる。
【０００６】
また、非特許文献１に記載された蛍光性ガラスは、融点が高く、温度１７６０℃に加熱して製造されるので、製造が容易でない。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、平坦な利得スペクトルを実現することができ光増幅効率が優れ製造が容易な蛍光性ガラス、光増幅用導波路および光増幅モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る蛍光性ガラスは、添加物としてＢｉイオンを含有する領域のガラス構成成分としてＳｉＯ２，ＧｅＯ２およびＰ２Ｏ５のうち少なくとも１種類の酸化物を５０mol％以上含むことを特徴とする。この蛍光性ガラスは、蛍光性を有し、また、融点が低いことから製造が容易である。
【０００９】
本発明に係る蛍光性ガラスは、ガラス構成成分としてＢａＯ，ＣａＯ，Ｎａ２Ｏ，Ｂ２Ｏ３，Ｇａ２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ５およびＮｂ２Ｏ５のうち少なくとも１種類の酸化物を含むのが好適であり、この場合には、組成に応じた蛍光特性を実現することができる。
【００１０】
本発明に係る蛍光性ガラスは、共添加物として３価の正イオンとなる元素（例えば、Ａｌ，Ｌａ，等）の酸化物を含有するのが好適であり、この場合には、Ｂｉイオンのクラスタリングを防止することができ、蛍光強度を高めることができる。共添加物としてＡｌ２Ｏ３を含有するのが好適であり、また、Ａｌ２Ｏ３の濃度が５mol％以上であるのが好適である。
【００１１】
本発明に係る蛍光性ガラスは、共添加物としてＡｌ２Ｏ３を含有すること無くＢ２Ｏ３を含有するのが好適であり、この場合には、光ファイバの損失が低い波長１．４１μｍ帯に蛍光ピークを実現することができる。さらに共添加物としてＴａ２Ｏ５を含有するのが好適であり、この場合には、より光通信に適した波長１．３２μｍ帯に蛍光ピークを有することができる。
【００１２】
本発明に係る蛍光性ガラスは、蛍光のピーク波長が１３００ｎｍを超えるのが好適であり、この場合には、この蛍光性ガラスからなる光導波路（例えば光ファイバ）は、光通信システムで用いられる信号光を光増幅することができる。また、蛍光のピーク波長が１４００ｎｍを超えるのが更に好適であり、この場合には、この蛍光性ガラスからなる光導波路（例えば光ファイバ）は、光通信システムにおいて低損失で伝搬する信号光を光増幅することができる。
【００１３】
本発明に係る蛍光性ガラスは、塩基度の指標であるＢ値が０．３以下であるのが好適であり、この場合には、蛍光強度を高めることができる。また、共添加物として３価の正イオンとなる元素の酸化物を含有するのが好適であり、この場合には、Ｂｉイオンのクラスタリングを防止することができ、蛍光強度を高めることができる。
【００１４】
本発明に係る蛍光性結晶は、添加物としてＢｉイオンを含有する領域にＡｌ２Ｏ３以外の共添加物を含有することを特徴とする。また、本発明に係る蛍光性ガラスセラミックスは、添加物としてＢｉイオンを含有する領域にＡｌ２Ｏ３以外の共添加物を含有することを特徴とする。これら蛍光性結晶および蛍光性ガラスセラミックスそれぞれは、上記の蛍光性ガラスより強い蛍光を得ることができる。
【００１５】
本発明に係る光増幅用導波路は、上記の本発明に係る蛍光性ガラスからなり、励起光および信号光を導波し得るとともに、励起光が供給されることにより信号光を光増幅し得ることを特徴とする。また、本発明に係る光増幅モジュールは、上記の本発明に係る光増幅用導波路と、増幅用導波路に励起光を供給する励起光供給手段とを備えることを特徴とする。この光増幅用モジュールでは、光増幅媒体としての光増幅用導波路が上記の本発明に係る蛍光性ガラスからなり、この光増幅用導波路に励起光供給手段により励起光が供給され、この光増幅用導波路において信号光が光増幅される。したがって、この光増幅モジュールは、従来では利得が得られなかった波長域で利得を有することができる。また、励起光の中心波長が８００ｎｍより長いのが好適であり、この場合には、蛍光ピーク波長を１．３μｍより長くすることができる。
【００１６】
本発明に係る光増幅モジュールは、(1) 上記の本発明に係る光増幅用導波路であって互いに組成が異なり信号光伝搬経路上に縦続接続された第１光増幅用導波路および第２光増幅用導波路と、(2) 第１光増幅用導波路に励起光を供給する第１励起光供給手段と、(3) 第２光増幅用導波路に励起光を供給する第２励起光供給手段とを備えることを特徴とする。また、第１光増幅用導波路がＡｌ２Ｏ３を含有し、第２光増幅用導波路がＡｌ２Ｏ３以外の共添加物を含有し、第１光増幅用導波路および第２光増幅用導波路それぞれの蛍光ピーク波長が互いに７０ｎｍ以上離れているのが好適である。この光増幅モジュールでは、信号光は、信号光伝搬経路上に縦続接続された第１光増幅用導波路および第２光増幅用導波路それぞれにおいて光増幅される。第１光増幅用導波路および第２光増幅用導波路は、上記の本発明に係る光増幅用導波路であって、互いに組成が異なるから、この光増幅モジュールは、広帯域で利得を有することができる。
【００１７】
本発明に係る光増幅モジュールは、(1) 上記の本発明に係る光増幅用導波路であって互いに組成が異なる第１光増幅用導波路および第２光増幅用導波路と、(2) 第１光増幅用導波路に励起光を供給する第１励起光供給手段と、(3) 第２光増幅用導波路に励起光を供給する第２励起光供給手段と、(4) 入力した信号光を第１波長域と第２波長域とに分波して、第１波長域の信号光を第１光増幅用導波路へ出力し、第２波長域の信号光を第２光増幅用導波路へ出力する光分波手段と、(5) 第１光増幅用導波路により光増幅されて出力された第１波長域の信号光と、第２光増幅用導波路により光増幅されて出力された第１波長域の信号光とを入力して、これらを合波して出力する光合波手段とを備えることを特徴とする。この光増幅モジュールでは、入力した信号光は、光分波手段により第１波長域と第２波長域とに分波される。光分波手段と光合波手段との間に第１光増幅用導波路と第２光増幅用導波路とが並列接続されていて、第１波長域の信号光は第１光増幅用導波路により光増幅され、第２波長域の信号光は第２光増幅用導波路により光増幅されて、そして、光増幅された第１波長域および第２波長域それぞれの信号光は光合波手段により合波されて出力される。第１光増幅用導波路および第２光増幅用導波路は、上記の本発明に係る光増幅用導波路であって、互いに組成が異なるから、この光増幅モジュールは、広帯域で利得を有することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る蛍光性ガラスは、ガラス構成成分としてＳｉＯ２，ＧｅＯ２およびＰ２Ｏ５のうち少なくとも１種類の酸化物を５０mol％以上含み、添加物としてＢｉイオンを含有しており、１００ｎｍを超える広帯域で蛍光性を有し、融点が低いことから製造が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２０】
本実施形態に係る蛍光性ガラスは、添加物としてＢｉイオンを含有する領域のガラス構成成分としてＳｉＯ２，ＧｅＯ２およびＰ２Ｏ５のうち少なくとも１種類の酸化物を５０mol％以上含むものである。また、ガラス構成成分としてＢａＯ，ＣａＯ，Ｎａ２Ｏ，Ｂ２Ｏ３，Ｇａ２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ５およびＮｂ２Ｏ５のうち少なくとも１種類の酸化物を含むのが好適である。共添加物として３価の正イオンとなる元素の酸化物を含有するのが好適であり、その中でも共添加物としてＡｌ２Ｏ３を含有するのが好適であり、Ａｌ２Ｏ３の濃度が５mol％以上であるのが好適である。或いは、共添加物として、Ａｌ２Ｏ３を含有すること無く、Ｂ２Ｏ３を含有するのが好適であり、さらにＴａ２Ｏ５を含有するのが好適である。また、蛍光のピーク波長が１３００ｎｍを超えるのが好適であり、蛍光のピーク波長が１４００ｎｍを超えるのが更に好適である。さらに、塩基度の指標であるＢ値が０．３以下であるのが好適であり、共添加物として３価の正イオンとなる元素の酸化物を含有するのが好適である。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る蛍光性ガラスの蛍光特性を示すグラフである。この図には、４種類の蛍光性ガラスＡ〜Ｄそれぞれの蛍光特性が示されている。蛍光性ガラスＡの組成は、Ａｌ２Ｏ３（2.2mol％），ＳｉＯ２（97.5mol％）およびＢｉ２Ｏ３（0.3mol％）からなる。蛍光性ガラスＢの組成は、Ｔａ２Ｏ５（2.5mol％），Ｂ２Ｏ３（5mol％），ＳｉＯ２（92.5mol％）およびＢｉ２Ｏ３（0.3mol％）からなる。蛍光性ガラスＣの組成は、ＧｅＯ２（2.5mol％），Ｂ２Ｏ３（5mol％），ＳｉＯ２（92.5mol％）およびＢｉ２Ｏ３（0.3mol％）からなる。また、蛍光性ガラスＤの組成は、Ｎａ２Ｏ（5mol％），Ａｌ２Ｏ３（5mol％），ＧｅＯ２（90mol％）およびＢｉ２Ｏ３（0.8mol％）からなる。なお、蛍光性ガラスＢ〜Ｄそれぞれについては、マトリックス組成に対してＢｉ２Ｏ３が幾ら添加するかという観点で組成が表現されている。Ｔｉサファイアレーザ光源から出力される波長８００ｎｍのレーザ光が励起光として用いられた。
【００２２】
この図から判るように、蛍光性ガラスＡは、波長１．２４μｍ付近に蛍光ピークを有している。これに対して、蛍光性ガラスＢおよびＤそれぞれは、波長１．３２μｍ付近に蛍光ピークを有していることから、Ｏバンド（１２６０ｎｍ〜１３６０ｎｍ）の信号光を光増幅するのに適している。また、蛍光性ガラスＣは、波長１．４１μｍ付近に蛍光ピークを有していることから、Ｅバンド（１３６０ｎｍ〜１４６０ｎｍ）の信号光を光増幅するのに適している。
【００２３】
なお、上記の蛍光性ガラスＡ〜ＤそれぞれのホストガラスがＳｉＯ２であったが、ホストガラスがＧｅＯ２またはＰ２Ｏ５である場合にも、図１に示されたのの同様の蛍光特性が得られる。ＳｉＯ２ホストガラスの融点が１５００℃〜１６００℃であるのに対して、ＧｅＯ２ホストガラスおよびＰ２Ｏ５ホストガラスそれぞれは、融点が１３５０℃〜１４００℃であるので、坩堝法などの比較的簡便な設備で製造することができるという利点を有する。
【００２４】
図２は、他の実施形態に係る蛍光性ガラスの蛍光特性を示すグラフである。この図には、３種類の蛍光性ガラスＥ〜Ｇそれぞれの蛍光特性が示されている。蛍光性ガラスＥ〜Ｇそれぞれは、ホストガラスがＧｅＯ２である。蛍光性ガラスＥの組成は、ＢａＯ（5mol％），Ａｌ２Ｏ３（5mol％），ＧｅＯ２（90mol％）およびＢｉ２Ｏ３（0.8mol％）からなる。蛍光性ガラスＦの組成は、ＣａＯ（5mol％），Ａｌ２Ｏ３（5mol％），ＧｅＯ２（90mol％）およびＢｉ２Ｏ３（0.8mol％）からなる。また、蛍光性ガラスＧの組成は、Ｎａ２Ｏ（5mol％），Ａｌ２Ｏ３（5mol％），ＧｅＯ２（90mol％）およびＢｉ２Ｏ３（0.8mol％）からなる。ここでも、マトリックス組成に対してＢｉ２Ｏ３が幾ら添加するかという観点で組成が表現されている。Ｔｉサファイアレーザ光源から出力される波長８００ｎｍのレーザ光が励起光として用いられた。
【００２５】
なお、Ｂｉ添加の蛍光性ガラスの吸収スペクトルは波長５００ｎｍおよび７００ｎｍそれぞれに顕著なピークを有しているので、８００ｎｍという励起光波長は寧ろ長すぎる。しかし、これより短い波長の励起光で蛍光性ガラスを励起すると、蛍光ピークは波長１．２６μｍ帯より短波長側にシフトしてしまう。したがって、吸収効率は悪いものの、波長８００ｎｍまたはこれ以上の波長の励起光で、Ｂｉ添加の蛍光性ガラスを励起するのが好適である。
【００２６】
図３は、更に他の実施形態に係る蛍光性ガラスの蛍光特性を示すグラフである。この図には、２種類の蛍光性ガラスＨおよびＩそれぞれの蛍光特性が示されている。蛍光性ガラスＨおよびＩそれぞれは、ホストガラスがＰ２Ｏ５である。蛍光性ガラスＨの組成は、ＢａＯ（50mol％），Ｐ２Ｏ５（50mol％）およびＢｉ２Ｏ３（0.8mol％）からなる。また、蛍光性ガラスＩの組成は、ＢａＯ（30mol％），Ａｌ２Ｏ３（10mol％），Ｐ２Ｏ５（60mol％）およびＢｉ２Ｏ３（0.8mol％）からなる。ここでも、マトリックス組成に対してＢｉ２Ｏ３が幾ら添加するかという観点で組成が表現されている。Ｔｉサファイアレーザ光源から出力される波長８００ｎｍのレーザ光が励起光として用いられた。
【００２７】
図２および図３から判るように、蛍光性ガラスＥは、蛍光性ガラスＡの蛍光ピーク波長より幾らか長波長側の波長１．２６μｍ付近に蛍光ピークを有する。また、蛍光性ガラスＩは、蛍光性ガラスＡの蛍光ピーク波長より幾らか長波長側の波長１．２５μｍ付近に蛍光ピークを有する。ホストガラスがＧｅＯ２である場合には、添加物としてＢａＯが含まれているのが好適である。また、ホストガラスがＰ２Ｏ５である場合には、添加物としてＢａＯが含まれているのが好適であるが、Ａｌ２Ｏ３が更に含まれていれば、蛍光の増強に一層効果的である。
【００２８】
蛍光性ガラスＨと比較して蛍光性ガラスＩの蛍光強度が大きい理由の１つは、添加されたＡｌ２Ｏ３がＢｉイオンのクラスタリングを防止して、このことが蛍光強度を高めることに貢献したものと考えられる。同様の効果は、Ａｌ２Ｏ３だけでなく、Ｂｉと同じ３価の正イオンとなる元素（例えばＬａ等）の酸化物を共添加した場合にも得られると考えられる。また、これらの酸化物の共添加濃度は、高いことが望ましく、後述する図５に示す蛍光性ガラスＪの如く５mol％以上であるのが好適である。
【００２９】
Ｂｉイオンの蛍光発生機構を考えると、酸素配位数の変化により蛍光が発生していると推定される。これが発生し易いのは、Ｂｉイオンの酸素配位数が１２と高い状態にあるときであり、この状態を実現するにはガラスの酸素供給能力を下げればよい。また、この為の指標として、酸化物ガラスの塩基度を表すパラメータであるＢ値が用いられる。
【００３０】
Ｂ値は、以下のように定義される。ガラス構成成分ｉのクーロン力に因る正イオンと酸素イオンとの間の結合力をあらわすパラメータＡｉは、下記の式で表される。ここで、Ｚｉは正イオンの原子価であり、ｒｉは正イオンの半径である。数値２は酸素イオンの原子価であり、数値１.４０は酸素イオンの半径である。
【数１】
2004196649.tif 000003
このＡｉの逆数であるＢｉ'は、ガラス系におけるガラス構成成分ｉの酸素イオンの活量（塩基度）を表す。
【数２】
2004196649.tif 000004
さらに、このＢｉ'を規格化したパラメータＢｉは以下の式で表される。ここで、Ｂ'ＳｉＯ２はＳｉＯ２成分のＢｉ'値であり、Ｂ'ＣａＯはＣａＯ成分のＢｉ'値である。この規格化されたＢｉは、ＳｉＯ２成分に対しては値が０であり、ＣａＯ成分に対しては値が１である。
【数３】
2004196649.tif 000005
多成分ガラスの場合、パラメータＢは以下の式で表される。ここで、ｎｉは、ガラス構成成分ｉの正イオンの割合である。
【数４】
2004196649.tif 000006
図４は、代表的な酸化物のＢ値を纏めた図表である。例えば、以下のような蛍光性ガラスＪおよび蛍光性ガラスＫを考える。蛍光性ガラスＪの組成は、Ａｌ２Ｏ３（5mol％），Ｂ２Ｏ３（15mol％），ＳｉＯ２（80mol％）およびＢｉ２Ｏ３（0.8mol％）からなる。蛍光性ガラスＫの組成は、Ｎａ２Ｏ（40mol％），Ａｌ２Ｏ３（5mol％），ＳｉＯ２（55mol％）およびＢｉ２Ｏ３（0.8mol％）からなる。蛍光性ガラスＪおよび蛍光性ガラスＫそれぞれのＡｌ濃度は互いに等しい。しかし、図４に示された各酸化物のＢ値および上記(4)式に基づいて計算すると、蛍光性ガラスＪのＢ値は０．０３であり、蛍光性ガラスＫのＢ値は１．３１である。
【００３１】
図５は、蛍光性ガラスＪ，Ｋそれぞれの蛍光特性を示すグラフである。なお、蛍光性ガラスＫの蛍光特性は、何らかの発光を観測することができるまで測定レンジが拡大されて測定された。Ｂ値が小さい蛍光性ガラスＪでは、図１〜図３に示されたものと同様に顕著な蛍光が見られた。これに対して、Ｂ値が大きい蛍光性ガラスＫでは、測定レンジを拡大しても観測されたのは雑音成分のみであった。
【００３２】
図６は、蛍光性ガラスＡ〜ＩそれぞれのＢ値を纏めた図表である。蛍光性ガラスＡ〜ＩそれぞれのＢ値は、図４に示された各酸化物のＢ値および上記(4)式に基づいて求められた。図２中の蛍光強度が小さい蛍光性ガラスＧのＢ値は０．３０であり、図３中の蛍光強度が小さい蛍光性ガラスＨのＢ値は０．４１であり、他の蛍光性ガラスと比較すると、蛍光性ガラスＧ，ＨのＢ値は大きい。蛍光性ガラスＧと比較して蛍光性ガラスＥ，Ｆの蛍光強度は数倍大きいが、これは、蛍光性ガラスＥ，ＦのＢ値が小さいことに因る効果であると考えられる。また、蛍光性ガラスＨと比較して蛍光性ガラスＩの蛍光強度は数倍大きいが、これは、蛍光性ガラスＩのＢ値が小さいこと、および、蛍光性ガラスＩにＡｌが添加されていること、の双方に因る効果であると考えられる。
【００３３】
以上から、Ｂｉイオンの蛍光を得るには、少なくともＢ値を０．３以下に保ち、更にＡｌ等の３価の正イオンとなる元素の酸化物を共添加することが望ましい。
【００３４】
次に、本実施形態に係る光増幅モジュールについて説明する。本実施形態に係る光増幅モジュールは、上述した本実施形態に係る蛍光性ガラスからなる光増幅用ファイバ（光増幅用導波路）を用いるものである。
【００３５】
図７は、第１実施形態に係る光増幅モジュール１の構成図である。この図に示される光増幅モジュール１は、光入力端１０１に入力した信号光を光増幅して光出力端１０２より出力するものである。光増幅モジュール１は、光入力端１０１から光出力端１０２へ向かう信号光伝搬経路上に順に、光カプラ１１１、光アイソレータ１２１、光カプラ１１２、光増幅用ファイバ１３１、利得等化器１４０、光増幅用ファイバ１３２、光カプラ１１３、光アイソレータ１２２および光カプラ１１４を備える。また、光増幅モジュール１は、光カプラ１１１に接続されたフォトダイオード１５１、光カプラ１１２に接続されたレーザダイオード１６２、光カプラ１１３に接続されたレーザダイオード１６３、および、光カプラ１１４に接続されたフォトダイオード１５４を備える。
【００３６】
光増幅用ファイバ１３１，１３２それぞれは、上述した何れかの蛍光性ガラスからなり、励起光および信号光を導波し得るとともに、励起光が供給されることにより信号光を光増幅し得る。また、光増幅用ファイバ１３１，１３２は、互いに組成が異なり、信号光伝搬経路上に光学的に縦続接続されている。光アイソレータ１２１，１２２それぞれは、光入力端１０１から光出力端１０２へ向かう順方向に光を通過させるが、逆方向には光を通過させない。光カプラ１１２およびレーザダイオード１６２は、光増幅用ファイバ１３１に励起光を供給する励起光供給手段を構成している。光カプラ１１３およびレーザダイオード１６３は、光増幅用ファイバ１３２に励起光を供給する励起光供給手段を構成している。利得等化器１４０は、光増幅用ファイバ１３１，１３２の利得帯域において、光増幅用ファイバ１３１，１３２の利得スペクトルと略同形状の損失スペクトルを有していて、利得を等化するものである。
【００３７】
この光増幅モジュール１では、励起光源であるレーザダイオード１６２から出力された励起光は、光カプラ１１２を経て光増幅用ファイバ１３１へ順方向に供給される。また、励起光源であるレーザダイオード１６３から出力された励起光は、光カプラ１１３を経て光増幅用ファイバ１３２へ逆方向に供給される。光入力端１０１に入力した信号光は、光カプラ１１１、光アイソレータ１２１および光カプラ１１２を経て光増幅用ファイバ１３１に入力し、この光増幅用ファイバ１３１において光増幅される。光増幅用ファイバ１３１において光増幅された信号光は、利得等化器１４０により波長に応じた損失を被った後、光増幅用ファイバ１３２に入力し、この光増幅用ファイバ１３２において光増幅される。光増幅用ファイバ１３２において光増幅された信号光は、光カプラ１１３、光アイソレータ１２２および光カプラ１１４を経て光出力端１０２より出力される。また、光入力端１０１に入力した信号光は、その一部が光カプラ１１１により分岐されて、そのパワーがフォトダイオード１５１によりモニタされる。光出力端１０２より出力される信号光は、その一部が光カプラ１１４により分岐されて、そのパワーがフォトダイオード１５４によりモニタされる。
【００３８】
この光増幅モジュール１の全体の利得スペクトルは、光増幅用ファイバ１３１の利得スペクトル、光増幅用ファイバ１３２の利得スペクトル、および、利得等化器１４０の損失スペクトルを総合したものである。この光増幅モジュール１は、光増幅用ファイバ１３１，１３２それぞれが互いに異なる組成の蛍光性ガラスからなり、光増幅用ファイバ１３１，１３２それぞれの利得帯域が異なるから、全体として広帯域で利得を有することができる。
【００３９】
図８は、第１実施形態に係る光増幅モジュール１の利得スペクトルを示す図である。なお、光増幅用ファイバの線形スケールの蛍光強度はｄＢスケールの利得に比例するので、この図はｄＢスケールで利得スペクトルを表すものと考えてよい。ここでは、光増幅用ファイバ１３１が蛍光性ガラスＡからなり、光増幅用ファイバ１３２が蛍光性ガラスＣからなるものとする。また、レーザダイオード１６２，１６３から光増幅用ファイバ１３１，１３２へ供給される励起光の波長は８００ｎｍであるとする。蛍光性ガラスＡからなる光増幅用ファイバ１３１の単体の利得スペクトルは、利得ピークに対し８５％以上となる利得帯域が１１７５ｎｍ〜１３４０ｎｍであって、帯域幅が１６５ｎｍである。これに対して、縦続接続された光増幅用ファイバ１３１および光増幅用ファイバ１３２の全体の利得スペクトルは、利得ピークに対し８５％以上となる利得帯域が１１８０ｎｍ〜１４２０ｎｍであって、帯域幅が２４０ｎｍに拡大される。しかも、その利得帯域の拡大は、短波長側では無く、光伝送路として用いられる光ファイバの損失がより低いＥバンドに７０ｎｍ程度拡大されるので、信号光伝送へ応用する上で好適である。
【００４０】
また、雑音特性の観点からは、前段にある光増幅用ファイバ１３１は、後段にある光増幅用ファイバ１３２より、利得が高いのが好適である。そこで、前段の光増幅用ファイバ１３１が比較的高利得の蛍光性ガラスＡからなり、後段の光増幅用ファイバ１３２が比較的低利得の蛍光性ガラスＣからなるのが好適である。
【００４１】
なお、第１実施形態に係る光増幅モジュール１で、光増幅用ファイバ１３１，１３２へ励起光を供給するレーザダイオード１６２，１６３は、入手し易い出力波長８００ｎｍのものであってもよいし、また、Ｂｉ蛍光性ガラスに特有の吸収ピークが存在する５００ｎｍ帯または７００ｎｍ帯のレーザ光を出力するものであってもよい。
【００４２】
図９は、第２実施形態に係る光増幅モジュール２の構成図である。この図に示される光増幅モジュール２は、光入力端２０１側の光分波器２８０と、光出力端２０２側の光合波器２９０との間に、２つの信号光伝搬経路を並列に有している。光増幅モジュール２は、光分波器２８０から光合波器２９０へ向かう第１信号光伝搬経路上に順に、光カプラ２１１１、光アイソレータ２２１１、光カプラ２１２１、光増幅用ファイバ２３０１、光アイソレータ２２２１および光カプラ２１３１を備える。光増幅モジュール２は、光分波器２８０から光合波器２９０へ向かう第２信号光伝搬経路上に順に、光カプラ２１１２、光アイソレータ２２１２、光カプラ２１２２、光増幅用ファイバ２３０２、光アイソレータ２２２２および光カプラ２１３２を備える。また、光増幅モジュール２は、光カプラ２１１１に接続されたフォトダイオード２５１１、光カプラ２１２１に接続されたレーザダイオード２６２１、光カプラ２１３１に接続されたフォトダイオード２５３１、光カプラ２１１２に接続されたフォトダイオード２５１２、光カプラ２１２２に接続されたレーザダイオード２６２２、および、光カプラ２１３２に接続されたフォトダイオード２５３２を備える。
【００４３】
光分波器２８０は、光入力端２０１に入力した信号光を第１波長域と第２波長域とに分波して、第１波長域の信号光を第１信号光伝搬経路上の光カプラ２１１１へ出力し、第２波長域の信号光を第２信号光伝搬経路上の光カプラ２１１２へ出力する。光合波器２９０は、第１信号光伝搬経路上の光カプラ２１３１より到達した第１波長域の信号光を入力するとともに、第２信号光伝搬経路上の光カプラ２１３２より到達した第２波長域の信号光を入力して、これらを合波して光出力端２０２より出力させる。第２実施形態に係る光モジュール２に含まれる他の構成要素は、第１実施形態に係る光モジュール１に含まれる同一名称の構成要素と同様の機能を有する。光増幅用ファイバ２３０１，２３０２それぞれは、上述した何れかの蛍光性ガラスからなり、励起光および信号光を導波し得るとともに、励起光が供給されることにより信号光を光増幅し得る。また、光増幅用ファイバ２３０１，２３０２は、互いに組成が異なり、光分波器２８０と光合波器２９０との間に光学的に並列接続されている。そして、光増幅用ファイバ２３０１の利得は第１波長域で大きく、光増幅用ファイバ２３０２の利得は第２波長域で大きい。
【００４４】
この光増幅モジュール２では、励起光源であるレーザダイオード２６２１から出力された励起光は、光カプラ２１２１を経て光増幅用ファイバ２３０１へ順方向に供給される。また、励起光源であるレーザダイオード２６２２から出力された励起光は、光カプラ２１２２を経て光増幅用ファイバ２３０２へ順方向に供給される。光入力端２０１に入力した信号光は、光分波器２８０により第１波長域と第２波長域とに分波され、第１波長域の信号光は第１信号光経路上の光カプラ２１１１へ出力され、第２波長域の信号光は第２信号光経路上の光カプラ２１１２へ出力される。
【００４５】
光分波器２８０から第１信号光経路上の光カプラ２１１１へ出力された第１波長域の信号光は、光カプラ２１１１、光アイソレータ２２１１および光カプラ２１２１を経た後、光増幅用ファイバ２３０１において光増幅され、更に光アイソレータ２２２１および光カプラ２１３１を経て、光合波器２９０へ到達する。光分波器２８０から第２信号光経路上の光カプラ２１１２へ出力された第２波長域の信号光は、光カプラ２１１２、光アイソレータ２２１２および光カプラ２１２２を経た後、光増幅用ファイバ２３０２において光増幅され、更に光アイソレータ２２２２および光カプラ２１３２を経て、光合波器２９０へ到達する。そして、第１信号光伝搬経路上の光カプラ２１３１より光合波器２９０に到達した第１波長域の信号光と、第２信号光伝搬経路上の光カプラ２１３２より光合波器２９０に到達した第２波長域の信号光とは、光合波器２９０により合波されて光出力端２０２より出力される。
【００４６】
また、光入力端２０１に入力した第１波長域の信号光は、その一部が光カプラ２１１１により分岐されて、そのパワーがフォトダイオード２５１１によりモニタされる。光入力端２０１に入力した第２波長域の信号光は、その一部が光カプラ２１１２により分岐されて、そのパワーがフォトダイオード２５１２によりモニタされる。光出力端２０２より出力される第１波長域の信号光は、その一部が光カプラ２１３１により分岐されて、そのパワーがフォトダイオード２５３１によりモニタされる。光出力端２０２より出力される第２波長域の信号光は、その一部が光カプラ２１３２により分岐されて、そのパワーがフォトダイオード２５３２によりモニタされる。
【００４７】
この光増幅モジュール２の全体の利得スペクトルは、第１波長域では光増幅用ファイバ２３０１の利得スペクトルと同様であり、第２波長域では光増幅用ファイバ２３０２の利得スペクトルと同様である。この光増幅モジュール２は、光増幅用ファイバ２３０１，２３０２それぞれが互いに異なる組成の蛍光性ガラスからなり、光増幅用ファイバ２３０１，２３０２それぞれの利得帯域が異なるから、全体として広帯域で利得を有することができる。
【００４８】
例えば、光増幅用ファイバ２３０１は波長１．２４μｍ付近に蛍光ピークを有する蛍光性ガラスＡからなり、光増幅用ファイバ２３０２は波長１．４１μｍ付近に蛍光ピークを有する蛍光性ガラスＣからなるものとする。また、光分波器２８０は、波長１．２４μｍを含む第１波長域と、波長１．４１μｍを含む第２波長域とに、信号光を分波するものとする。光合波器２９０は、上記のような第１波長域と第２波長域とを合波するものとする。この場合、この光増幅モジュール２は、上述した第１実施形態に係る光増幅モジュール１と同程度の広帯域の利得スペクトルを有することができる。
【００４９】
図１０は、第３実施形態に係る光増幅モジュール３の構成図である。この図に示される光増幅モジュール３は、光入力端３０１側の光分波手段（光分波器３８１〜３８３）と、光出力端３０２側の光合波手段（光合波器３９１〜３９３）との間に、４つの信号光伝搬経路を並列に有している。
【００５０】
光増幅モジュール３は、光分波器３８２から光合波器３９２へ向かう第１信号光伝搬経路上に順に、光カプラ３１１１、光アイソレータ３２１１、光カプラ３１２１、光増幅用ファイバ３３１１，３３２１、利得等化器３４０１、光アイソレータ３２２１および光カプラ３１３１を備える。光増幅モジュール３は、光分波器３８２から光合波器３９２へ向かう第２信号光伝搬経路上に順に、光カプラ３１１２、光アイソレータ３２１２、光カプラ３１２２、光増幅用ファイバ３３０２、利得等化器３４０２、光アイソレータ３２２２および光カプラ３１３２を備える。光増幅モジュール３は、光分波器３８３から光合波器３９３へ向かう第３信号光伝搬経路上に順に、光カプラ３１１３、光アイソレータ３２１３、光カプラ３１２３、光増幅用ファイバ３３０３、利得等化器３４０３、光アイソレータ３２２３および光カプラ３１３３を備える。光増幅モジュール３は、光分波器３８３から光合波器３９３へ向かう第４信号光伝搬経路上に順に、光カプラ３１１４、光アイソレータ３２１４、光カプラ３１２４、光増幅用ファイバ３３０４、利得等化器３４０４、光アイソレータ３２２４および光カプラ３１３４を備える。
【００５１】
また、光増幅モジュール２は、光カプラ３１１１に接続されたフォトダイオード３５１１、光カプラ３１２１に接続されたレーザダイオード３６２１、光カプラ３１３１に接続されたフォトダイオード３５３１、光カプラ３１１２に接続されたフォトダイオード３５１２、光カプラ３１２２に接続されたレーザダイオード３６２２、光カプラ３１３２に接続されたフォトダイオード３５３２、光カプラ３１１３に接続されたフォトダイオード３５１３、光カプラ３１２３に接続されたレーザダイオード３６２３、光カプラ３１３３に接続されたフォトダイオード３５３３、光カプラ３１１４に接続されたフォトダイオード３５１４、光カプラ３１２４に接続されたレーザダイオード３６２４、および、光カプラ３１３４に接続されたフォトダイオード３５３４を備える。
【００５２】
光分波器３８１は、光入力端３０１に入力した信号光を２つの波長域に分波して、一方の波長域の信号光を光分波器３８２へ出力し、他方の波長域の信号光を光分波器３８３へ出力する。光分波器３８２は、光分波器３８１より到達した信号光を第１波長域と第２波長域とに分波して、第１波長域の信号光を第１信号光伝搬経路上の光カプラ３１１１へ出力し、第２波長域の信号光を第２信号光伝搬経路上の光カプラ３１１２へ出力する。光分波器３８３は、光分波器３８１より到達した信号光を第３波長域と第４波長域とに分波して、第３波長域の信号光を第３信号光伝搬経路上の光カプラ３１１３へ出力し、第４波長域の信号光を第４信号光伝搬経路上の光カプラ３１１４へ出力する。すなわち、光分波器３８１〜３８３からなる光分波手段は、光入力端３０１に入力した信号光を４つの波長域に分波する。
【００５３】
光合波器３９２は、第１信号光伝搬経路上の光カプラ３１３１より到達した第１波長域の信号光を入力するとともに、第２信号光伝搬経路上の光カプラ３１３２より到達した第２波長域の信号光を入力して、これらを合波して光合波器３９１へ出力する。光合波器３９３は、第３信号光伝搬経路上の光カプラ３１３３より到達した第３波長域の信号光を入力するとともに、第４信号光伝搬経路上の光カプラ３１３４より到達した第４波長域の信号光を入力して、これらを合波して光合波器３９１へ出力する。光合波器３９１は、光合波器３９２より到達した第１波長域および第２波長域の信号光を入力するともに、光合波器３９３より到達した第３波長域および第４波長域の信号光を入力して、これら４つの波長域の信号光を合波して出力端３０２より出力させる。
【００５４】
第３実施形態に係る光モジュール３に含まれる他の構成要素は、第１実施形態に係る光モジュール１に含まれる同一名称の構成要素と同様の機能を有する。光増幅用ファイバ３３１１，３３２１それぞれは、上述した何れかの蛍光性ガラスからなり、励起光および信号光を導波し得るとともに、励起光が供給されることにより信号光を光増幅し得る。また、光増幅用ファイバ３３１１，３３２１は、互いに組成が異なり、第１信号光伝搬経路上に光学的に縦続接続されている。
【００５５】
光増幅用ファイバ３３０２〜３３０４それぞれも、蛍光性ガラスからなり、励起光および信号光を導波し得るとともに、励起光が供給されることにより信号光を光増幅し得る。そして、光増幅用ファイバ３３１１，３３２１の利得は第１波長域で大きく、光増幅用ファイバ３３０２の利得は第２波長域で大きく、光増幅用ファイバ３３０３の利得は第３波長域で大きく、光増幅用ファイバ３３０４の利得は第４波長域で大きい。
【００５６】
この光増幅モジュール３では、励起光源であるレーザダイオード３６２１から出力された励起光は、光カプラ３１２１を経て光増幅用ファイバ３３１１，３３２１へ順方向に供給される。励起光源であるレーザダイオード３６２２から出力された励起光は、光カプラ３１２２を経て光増幅用ファイバ３３０２へ順方向に供給される。励起光源であるレーザダイオード３６２３から出力された励起光は、光カプラ３１２３を経て光増幅用ファイバ３３０３へ順方向に供給される。また、励起光源であるレーザダイオード３６２４から出力された励起光は、光カプラ３１２４を経て光増幅用ファイバ３３０４へ順方向に供給される。
【００５７】
光入力端３０１に入力した信号光は、光分波器３８１〜３８３により、第１波長域〜第４波長域に分波され、第１波長域の信号光は第１信号光経路上の光カプラ３１１１へ出力され、第２波長域の信号光は第２信号光経路上の光カプラ３１１２へ出力され、第３波長域の信号光は第３信号光経路上の光カプラ３１１３へ出力され、第４波長域の信号光は第４信号光経路上の光カプラ３１１４へ出力される。
【００５８】
光分波器３８２から第１信号光経路上の光カプラ３１１１へ出力された第１波長域の信号光は、光カプラ３１１１、光アイソレータ３２１１および光カプラ３１２１を経た後、光増幅用ファイバ３３１１，３３２１において光増幅され、利得等化器３４０１により利得等化され、更に光アイソレータ３２２１および光カプラ３１３１を経て、光合波器３９２へ到達する。光分波器３８２から第２信号光経路上の光カプラ３１１２へ出力された第２波長域の信号光は、光カプラ３１１２、光アイソレータ３２１２および光カプラ３１２２を経た後、光増幅用ファイバ３３０２において光増幅され、利得等化器３４０２により利得等化され、更に光アイソレータ３２２２および光カプラ３１３２を経て、光合波器３９２へ到達する。
【００５９】
光分波器３８３から第３信号光経路上の光カプラ３１１３へ出力された第３波長域の信号光は、光カプラ３１１３、光アイソレータ３２１３および光カプラ３１２３を経た後、光増幅用ファイバ３３０３において光増幅され、利得等化器３４０３により利得等化され、更に光アイソレータ３２２３および光カプラ３１３３を経て、光合波器３９３へ到達する。光分波器３８３から第４信号光経路上の光カプラ３１１４へ出力された第４波長域の信号光は、光カプラ３１１４、光アイソレータ３２１４および光カプラ３１２４を経た後、光増幅用ファイバ３３０４において光増幅され、利得等化器３４０４により利得等化され、更に光アイソレータ３２２４および光カプラ３１３４を経て、光合波器３９３へ到達する。
【００６０】
そして、第１信号光伝搬経路上の光カプラ３１３１より光合波器３９２に到達した第１波長域の信号光と、第２信号光伝搬経路上の光カプラ３１３２より光合波器３９２に到達した第２波長域の信号光と、第３信号光伝搬経路上の光カプラ３１３３より光合波器３９３に到達した第３波長域の信号光と、第４信号光伝搬経路上の光カプラ３１３４より光合波器３９３に到達した第４波長域の信号光とは、光合波器３９１〜３９３により合波されて光出力端３０２より出力される。
【００６１】
また、光入力端３０１に入力した第１波長域の信号光は、その一部が光カプラ３１１１により分岐されて、そのパワーがフォトダイオード３５１１によりモニタされる。光入力端３０１に入力した第２波長域の信号光は、その一部が光カプラ３１１２により分岐されて、そのパワーがフォトダイオード３５１２によりモニタされる。光入力端３０１に入力した第３波長域の信号光は、その一部が光カプラ３１１３により分岐されて、そのパワーがフォトダイオード３５１３によりモニタされる。光入力端３０１に入力した第４波長域の信号光は、その一部が光カプラ３１１４により分岐されて、そのパワーがフォトダイオード３５１４によりモニタされる。
【００６２】
また、光出力端３０２より出力される第１波長域の信号光は、その一部が光カプラ３１３１により分岐されて、そのパワーがフォトダイオード３５３１によりモニタされる。光出力端３０２より出力される第２波長域の信号光は、その一部が光カプラ３１３２により分岐されて、そのパワーがフォトダイオード３５３２によりモニタされる。光出力端３０２より出力される第３波長域の信号光は、その一部が光カプラ３１３３により分岐されて、そのパワーがフォトダイオード３５３３によりモニタされる。光出力端３０２より出力される第４波長域の信号光は、その一部が光カプラ３１３４により分岐されて、そのパワーがフォトダイオード３５３４によりモニタされる。
【００６３】
この光増幅モジュール３の全体の利得スペクトルは、第１波長域では光増幅用ファイバ３３１１，３３２１の利得スペクトルと利得等化器３４０１の損失スペクトルとを総合したものであり、第２波長域では光増幅用ファイバ３３０２の利得スペクトルと利得等化器３４０２の損失スペクトルとを総合したものであり、第３波長域では光増幅用ファイバ３３０３の利得スペクトルと利得等化器３４０３の損失スペクトルとを総合したものであり、第４波長域では光増幅用ファイバ３３０４の利得スペクトルと利得等化器３４０４の損失スペクトルとを総合したものである。
【００６４】
この光増幅モジュール４は、光増幅用ファイバ３３１１，３３２１，３３０２，３３０３および３３０４それぞれが互いに異なる組成の蛍光性ガラスからなり、各々の利得帯域が異なるから、全体として広帯域で利得を有することができる。例えば、光増幅用ファイバ３３１１は波長１．２４μｍ付近に蛍光ピークを有する蛍光性ガラスＡからなり、光増幅用ファイバ３３２１は波長１．４１μｍ付近に蛍光ピークを有する蛍光性ガラスＣからなり、この場合、光増幅用ファイバ３３１１，３３２１は、レーザダイオード３６２１より波長０．８μｍ帯の励起光が供給されることにより、第１波長域としてＯバンドおよびＥバンドの信号光を光増幅することができる。光増幅用ファイバ３３０２は、Ｔｍ元素が添加された蛍光性ガラスからなり、レーザダイオード３６２２より波長１．０５μｍ帯の励起光が供給されることにより、第２波長域としてＳバンドの信号光を光増幅することができる。光増幅用ファイバ３３０３は、Ｅｒ元素が添加された蛍光性ガラスからなり、レーザダイオード３６２３より波長１．４８μｍ帯の励起光が供給されることにより、第３波長域としてＣバンドの信号光を光増幅することができる。また、光増幅用ファイバ３３０４は、Ｅｒ元素が添加された蛍光性ガラスからなり、レーザダイオード３６２４より波長１．４８μｍ帯の励起光が供給されることにより、第４波長域としてＬバンドの信号光を光増幅することができる。この場合、この光増幅モジュール３は、Ｏ，Ｅ，Ｓ，ＣおよびＬの各バンドに亘る広帯域（全帯域幅が３１０ｎｍ程度）の利得スペクトルを有することができる。
【００６５】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記の各実施形態の光増幅モジュールでは、光増幅媒体として光増幅用ファイバを有するものであったが、平面基板上に形成された蛍光性ガラスからなる光導波路であってもよい。ただし、光増幅用ファイバは、光増幅作用長を長くすることが容易である点や、他のファイバや他の光学部品（例えば光アイソレータや光カプラなど）と接続する際の損失が小さい点で、平面光導波路と比較して好ましい。
【００６６】
また、光通信システムの光伝送路の分散を補償するための分散補償器を光増幅モジュールが備えているのも好適である。例えば、第１実施形態に係る光増幅モジュール１において、光増幅用ファイバ１３１と光増幅用ファイバ１３２との間に分散調整器が設けられるのが好適であり、第３実施形態に係る光増幅モジュール３において、光増幅用ファイバ３３１１と光増幅用ファイバ３３２１との間に分散調整器が設けられるのが好適である。また、第２実施形態に係る光増幅モジュール２において、光増幅用ファイバ２３０１を多段構成として、その段間に第１波長域で分散補償する分散調整器が設けられるのが好適であり、光増幅用ファイバ２３０２を多段構成として、その段間に第２波長域で分散補償する分散調整器が設けられるのが好適である。第３実施形態に係る光増幅モジュール３においても同様である。
【００６７】
また、上記実施形態では、添加物としてＢｉイオンを含有する蛍光性ガラスについて説明したが、本発明は蛍光性結晶または蛍光性ガラスセラミックスにも適用することができる。すなわち、本発明に係る蛍光性結晶または蛍光性ガラスセラミックスは、添加物としてＢｉイオンを含有する領域にＡｌ２Ｏ３以外の共添加物を含有するものである。これらは、上記の蛍光性ガラスより強い蛍光を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本実施形態に係る蛍光性ガラスの蛍光特性を示すグラフである。
【図２】他の実施形態に係る蛍光性ガラスの蛍光特性を示すグラフである。
【図３】更に他の実施形態に係る蛍光性ガラスの蛍光特性を示すグラフである。
【図４】代表的な酸化物のＢ値を纏めた図表である。
【図５】蛍光性ガラスＪ，Ｋそれぞれの蛍光特性を示すグラフである。
【図６】蛍光性ガラスＡ〜ＩそれぞれのＢ値を纏めた図表である。
【図７】第１実施形態に係る光増幅モジュール１の構成図である。
【図８】第１実施形態に係る光増幅モジュール１の利得スペクトルを示す図である。
【図９】第２実施形態に係る光増幅モジュール２の構成図である。
【図１０】第３実施形態に係る光増幅モジュール３の構成図である。
【符号の説明】
【００６９】
１〜３…光増幅モジュール、１１１〜１１４…光カプラ、１２１，１２２…光アイソレータ、１３１，１３２…光増幅用ファイバ、１４０…利得等化器、１５１，１５４…フォトダイオード、１６２，１６３…レーザダイオード、２１１〜２１３…光カプラ、２２１，２２２…光アイソレータ、２３０…光増幅用ファイバ、２５１，２５３…フォトダイオード、２６２…レーザダイオード、２８０…光分波器、２９０…光合波器、３１１〜３１３…光カプラ、３２１，３２２…光アイソレータ、３３０〜３３２…光増幅用ファイバ、３４０…利得等化器、３５１，２５３…フォトダイオード、３６２…レーザダイオード、３８１〜３８３…光分波器、３９１〜３９３…光合波器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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