(57)【要約】【課題】Ｂｉ２Ｏ３系ガラスをベースとした光増幅ガラスをコアとする光ファイバの反射減衰量を小さくし、そのノイズの抑制を可能とする。【解決手段】コアがＥｒ含有Ｂｉ２Ｏ３系ガラス、クラッドがＢｉ２Ｏ３系ガラスである光ファイバであって、クラッドのうちコアとの界面から７μｍ以内の部分にはＣｏが存在せず、同界面から１０μｍ以上離れている部分にはＣｏ含有領域が存在する光ファイバ。Ｃｏ含有領域の直径方向の幅が３０μｍ以上である前記光ファイバ。Ｃｏ含有領域におけるＣｏのＣｏ２Ｏ３換算含有量が０．０１〜０．２モル％である前記光ファイバ。前記光ファイバと石英系光ファイバとが融着されている融着光ファイバ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアがＥｒ含有Ｂｉ２Ｏ３系ガラス、クラッドがＢｉ２Ｏ３系ガラスである光ファイバであって、クラッドのうちコアとの界面から７μｍ以内の部分にはＣｏが存在せず、同界面から１０μｍ以上離れている部分にはＣｏ含有領域が存在する光ファイバ。
【請求項２】
Ｃｏ含有領域の直径方向の幅が３０μｍ以上である請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項３】
Ｃｏ含有領域におけるＣｏのＣｏ２Ｏ３換算含有量が０．０１〜０．２モル％である請求項１または２に記載の光ファイバ。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載の光ファイバと石英系光ファイバとが融着されている融着光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長が１４５０〜１６４０ｎｍの光の増幅に好適な光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信サービスの多様化または高速化の要請に対応できる光通信方式として、波長多重のチャンネル数を増加させて伝送容量の増大を図る波長分割多重方式（ＷＤＭ）が提案されている。
ＷＤＭにおいては伝送用石英系光ファイバ（以下、伝送用光ファイバという。）の低損失領域の光、典型的には波長が１４５０〜１６４０ｎｍの光を信号光として使用するが、これら信号光を増幅する光増幅器が必須である。
【０００３】
このような光増幅器として光ファイバのコアがＥｒ含有ガラスである光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）の開発が行われている。
ＥＤＦＡに好適な光増幅ガラスとして、従来は石英系ガラスをベースとしたものが多く提案されていたが、近年、ファイバ長が短くとも所望の特性が得られるＢｉ２Ｏ３系ガラスをベースとしたものが提案されている（たとえば特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１８３０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
Ｂｉ２Ｏ３系ガラスをベースとした光増幅ガラスをコアとする光ファイバ（以下、Ｂｉ２Ｏ３系光増幅ファイバという。）にはノイズが大きいという問題があった。
本発明はこのような問題を解決することが可能な光ファイバの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、コアがＥｒ含有Ｂｉ２Ｏ３系ガラス、クラッドがＢｉ２Ｏ３系ガラスである光ファイバであって、クラッドのうちコアとの界面から７μｍ以内の部分にはＣｏが存在せず、同界面から１０μｍ以上離れている部分にはＣｏ含有領域が存在する光ファイバを提供する。
また、前記光ファイバと石英系光ファイバとが融着されている融着光ファイバを提供する。
【０００７】
本発明者は、伝送用光ファイバ、石英系光増幅ファイバ、伝送用光ファイバの順で融着接続された光ファイバと、伝送用光ファイバ、Ｂｉ２Ｏ３系光増幅ファイバ、伝送用光ファイバの順で融着接続された光ファイバとについてそれぞれ反射減衰量を測定したところ、後者の反射減衰量が前者の反射減衰量に比べ大きいことを見出した。
反射減衰量が後者において大きい現象は主として、伝送用光ファイバとＢｉ２Ｏ３系光増幅ファイバの融着部での反射、またはクラッドモードのコアへの再結合によって引き起こされ、そのためにＢｉ２Ｏ３系光増幅ファイバにおけるノイズが大きくなっていると考え、本発明に至った。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば前記反射減衰量を小さくできる。したがって、Ｂｉ２Ｏ３系光増幅ファイバにおけるノイズも小さくできると考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下ではガラス中の各成分の含有量はモル％表示を用いて表す。
本発明でいうＢｉ２Ｏ３系ガラスはＢｉ２Ｏ３を２０％以上含有するガラスである。
コアに用いられるＥｒ含有Ｂｉ２Ｏ３系ガラス（以下、このガラスをコア用ガラスという。）は典型的には、Ｂｉ２Ｏ３  ２０〜８０％、Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２  ５〜７５％、Ｇａ２Ｏ３＋ＷＯ３＋ＴｅＯ２  ０．１〜３５％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜１０％、Ｌａ２Ｏ３  ０〜１５％、ＣｅＯ２  ０〜２％、Ｅｒ２Ｏ３  ０．１〜１％、から本質的になる。
なお、この典型的態様においては上記成分以外の成分を本発明の目的を損なわない範囲で含有してもよいが、その場合当該成分の含有量の合計は１０％以下であることが好ましい。
【００１０】
この典型的態様をＣまたはＬバンドの光増幅に適用する場合における好ましい態様として、Ｂｉ２Ｏ３が３０〜５０％、ＳｉＯ２が２５〜４５％、Ｇａ２Ｏ３が１０〜２５％、Ｌａ２Ｏ３が０．１〜７％、ＣｅＯ２が０〜０．５％、Ｅｒ２Ｏ３が０．１〜０．５％、であるものを例示できる。
【００１１】
クラッドに用いられるＢｉ２Ｏ３系ガラス（以下、このガラスをクラッド用ガラスという。）は典型的には、Ｂｉ２Ｏ３  ２０〜８０％、Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２  ５〜７５％、Ｇａ２Ｏ３＋ＷＯ３＋ＴｅＯ２  ０．１〜３５％、Ｌａ２Ｏ３  ０〜１５％、ＣｅＯ２  ０〜２％、から本質的になる。
なお、この典型的態様においては上記成分以外の成分を本発明の目的を損なわない範囲で含有してもよいが、その場合当該成分の含有量の合計は１０％以下であることが好ましい。
【００１２】
先に例示したコア用ガラスの好ましい態様に対して適用することが好ましいクラッド用ガラスとして、Ｂｉ２Ｏ３が３０〜５０％、ＳｉＯ２が２５〜４５％、Ｇａ２Ｏ３が８〜２３％、Ｌａ２Ｏ３が０．１〜７％、ＣｅＯ２が０〜０．５％、であるものを例示できる。
【００１３】
本発明の光ファイバのコア径、クラッド径は典型的にはそれぞれ４〜７μｍ、１２５μｍである。
本発明の光ファイバは通常ＵＶ樹脂等からなる樹脂層によって被覆され、樹脂層を含めた直径は典型的には２５０μｍである。
【００１４】
クラッドのうちコアとの界面から７μｍ以内の部分はＣｏが存在しないクラッド用ガラスからなる。同部分にＣｏが存在するようなものであると伝送損失が大きくなる。前記界面から７μｍ超１０μｍ未満の部分のクラッド用ガラスにおいてもＣｏが存在しないことが好ましい。
【００１５】
クラッドのうち前記界面から１０μｍ以上離れている部分に存在するＣｏ含有領域の直径方向の幅は３０μｍ以上であることが好ましい。３０μｍ未満では反射減衰量が大きくなるおそれがある。好ましくは４０μｍ以上である。
【００１６】
典型的にはクラッドはＣｏが存在しない層とＣｏが存在する層とからなり、コア径およびクラッド径が前記典型的な値である場合にはＣｏが存在しない層の外周直径は２０〜４０μｍであり、その外側のクラッドはＣｏが存在する層である。
【００１７】
Ｃｏ含有領域におけるＣｏのＣｏ２Ｏ３換算含有量は０．０１〜０．２％であることが好ましい。０．０１％未満では反射減衰量が大きくなるおそれがある。より好ましくは０．０２％以上である。Ｃｏ２Ｏ３換算含有量を０．２％超にしても反射減衰量の減少が認められないおそれがある。より好ましくは０．１％以下である。
【００１８】
クラッドのうちコアと接する部分を構成するクラッド用ガラス（このガラスはＣｏを含有しない。）の波長１３０４ｎｍにおける屈折率ｎＣＬ１とコア用ガラスの同屈折率ｎＣＯの間には次式の関係が成立することが好ましい。
０．００１≦（ｎＣＯ−ｎＣＬ１）／ｎＣＯ≦０．１
ｎＣＯは典型的には１．８〜２．２である。
【００１９】
クラッドがＣｏの存在しない層とＣｏの存在する層とからなる場合、クラッド外周に接する部分を構成するクラッド用ガラス（このガラスはＣｏを含有する。）の波長１３０４ｎｍにおける屈折率ｎＣＬ２とｎＣＬ１との差の絶対値は通常０．００１以下である。
なお、前記樹脂層の波長１３０４ｎｍにおける屈折率はｎＣＬ２よりも小さい。
【００２０】
本発明の光ファイバは通常、公知のローテーショナルキャスト法によってクラッドとなるべきジャケット管を作製し、このジャケット管にガラスロッドを挿入して延伸融着を行う公知のロッドインチューブ法によってプリフォームを作製し、このプリフォームを線引きして製造される。
【００２１】
本発明の融着光ファイバは通常、特開２００２−４８９３５号公報等によって公知のＢｉ２Ｏ３系ガラスファイバ−石英系ガラスファイバ融着接続方法によって製造される。
【実施例】
【００２２】
表１のＢｉ２Ｏ３からＣｏ２Ｏ３までの欄にモル％表示で示す組成となるように原料を調合、混合し、得られた混合原料を溶解してガラスＡ、Ｂ、Ｃを作製した。ガラスＡはコア用ガラス、ガラスＢ、Ｃはクラッド用ガラスである。
各ガラスの波長１３０４ｎｍにおける屈折率（ｎ）を同表に示す。
【００２３】
【表１】
2005351962.tif 000002
【００２４】
これらガラスを用いて、ローテーショナルキャスト法、ロッドインチューブ法等によって表２に示す光ファイバ１、２を作製した。光ファイバ１は実施例、光ファイバ２は比較例であり、いずれのクラッド径も１２５μｍである。
光ファイバ１のクラッドは２層構造であり、その第１層はコアと接する層であり、その第２層はクラッド外周に接する層である。
光ファイバ２のクラッドは実質的には単層構造である。
また、波長１３１０ｎｍの光に対するモードフィールド径（ＭＦＤ）および同光に対する開口数（ＮＡ）を同表に示す。
【００２５】
【表２】
2005351962.tif 000003
【００２６】
ＭＦＤが５．７μｍ、クラッド径が１２５μｍ、ＮＡが０．２、コアのｎが１．４６５、長さが１ｍである石英系の伝送用光ファイバを２本用意し、各一端を長さ１．７ｍの光ファイバ１の各端に以下に述べるようにしてパワー調芯融着し、石英系光ファイバ、光ファイバ１、石英系光ファイバの順で融着接続された融着光ファイバ１を作製した。
【００２７】
光ファイバ１および石英系光ファイバの各融着接続すべき端面をそれぞれ約６度、約８度に斜めにカットした後、住友電気工業社製光ファイバ融着接続機ＴＹＰＥ−３７ＰＭを用いて前記端面同士を突き合わせ放電加熱によって当該突き合わされた端面の温度を上昇させ、それら端面同士を融合した。
電極間放電は端面から２６０μｍの位置の石英系光ファイバ部分で行い、放電加熱用電極先端間の距離を１．０ｍｍ、放電時間を０．３秒、予備放電時間を０．２５秒、端面間隔を４μｍ、押し込み量を１μｍ、パルス放電時間を０．０２秒として行った。また、放電電極としては、先端の円錐部分における底面相当部分の直径が１ｍｍ、円錐部分の高さが１．２ｍｍであるタングステン製電極を用いた。
【００２８】
長さ１．７ｍの光ファイバ１の代わりに長さ２．７２ｍの光ファイバ２を用いる以外は融着光ファイバ１の作製方法と同様にして融着光ファイバ２を作製した。
融着光ファイバ１は実施例、融着光ファイバ２は比較例である。
【００２９】
融着光ファイバ１、２について、次に述べるようにして反射減衰量の測定を行った。すなわち、アジレント社製光源８１６５５Ａより出射された波長１３１０ｎｍの光を、アジレント社製反射減衰量測定モジュール８１６１０Ａを介して、融着光ファイバ１または２のコアに入射する。コアに入射された光は、クラッドモードのコアへの再結合、コア内の散乱輝点による反射、融着部での反射等により、その一部は入射光とは逆方向に進行する反射光となって反射減衰量測定モジュールに戻る。当該モジュールに戻った反射光の光量と入射光の光量との比を反射減衰量という。
このようにして測定された融着光ファイバ１、２の反射減衰量はそれぞれ−４４ｄＢ、−４０ｄＢであり反射減衰量は４ｄＢ低減した。