(57)【要約】【課題】  零分散波長を通信波長帯である１．４〜１．７μｍ帯にシフトしたテルライトファイバを用いて、コンパクトで高効率な非線形デバイスである光ファイバを提供する。【解決手段】  クラッドは、コア１１が内挿された第１クラッド１２と、第１クラッド１２の屈折率より高い屈折率を有し、第１クラッド１２が内挿された第２クラッド１３とを有し、零分散波長が１．４〜１．７μｍ帯となるように、コア１１と第１クラッド１２の比屈折率差（１０％以上）および第１クラッド１２と第２クラッド１３の比屈折率（５％以上）が設定されている。【選択図】  図１
2005283644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テルライトガラスからなり、コア／クラッド構造を有する光ファイバであって、
前記クラッドは、前記コアが内挿された第１クラッドと、該第１クラッドの屈折率より高い屈折率を有し、前記第１クラッドが内挿された第２クラッドとを有し、
零分散波長が１．４〜１．７μｍ帯となるように、前記コアと前記第１クラッドの比屈折率差および前記第１クラッドと前記第２クラッドの比屈折率が設定されていることを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
テルライトガラスからなり、コア／クラッド構造を有する光ファイバであって、
前記クラッドは、
前記コアとの比屈折率差が１０％以上であり、前記コアが内挿された第１クラッドと、
該第１クラッドの屈折率より高い屈折率を有し、前記第１クラッドとの比屈折率差が５％以上であり、前記第１クラッドが内挿された第２クラッドと
を備えたことを特徴とする光ファイバ。
【請求項３】
前記テルライトガラスは、ＴｅＯ２−ＬＯ−Ｍ２Ｏ−Ｑ２Ｏ３からなる組成を有し、ここで、ＬはＺｎ、Ｂａのうち少なくとも１種類以上であり、ＭはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのうち少なくとも１種類以上であり、ＱはＢ、Ｂｉ、Ｌａ、Ａｌ、Ｌｕのうち少なくとも１種類以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ。
【請求項４】
前記コアのテルライトガラスは、ＴｅＯ２−ＬＯ−Ｍ２Ｏ−Ｑ２Ｏ３からなる組成を有し、
前記第１クラッドのテルライトガラスは、Ｂ２Ｏ３−ＬＯ−Ｍ２Ｏ−Ｑ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５−ＧｅＯ２からなる組成を有し、
前記第２クラッドのテルライトガラスは、ＴｅＯ２−ＬＯ−Ｍ２Ｏ−Ｑ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５−ＧｅＯ２からなる組成を有し、
ここで、ＬはＺｎ、Ｂａのうち少なくとも１種類以上であり、ＭはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのうち少なくとも１種類以上であり、ＱはＢ、Ｂｉ、Ｌａ、Ａｌ、Ｌｕのうち少なくとも１種類以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ。
【請求項５】
前記テルライトガラスは、希土類イオンとしてＣｅ３＋、Ｐｒ３＋、Ｎｄ３＋、Ｐｍ３＋、Ｓｍ３＋、Ｅｕ３＋、Ｔｂ３＋、Ｄｙ３＋、Ｈｏ３＋、Ｅｒ３＋、Ｔｍ３＋、Ｙｂ３＋のうち少なくとも１つが添加されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバに関し、より詳細には、テルライトファイバの屈折率、構造、材料を設計することにより、光通信波長帯である１．４〜１．７μｍ帯に零分散波長を有する光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットの急速な普及に起因する爆発的な通信需要の増加と、光通信システムの低コスト化の要求に伴って、１本の光ファイバに複数の異なる波長の信号光を多重して伝送する波長分割多重（ＷＤＭ）伝送方式が開発され、加速度的に普及している。ＷＤＭ伝送方式のネットワークを、コストパフォーマンス良く大規模化すると共に、フレキシブルかつ高機能化するために、波長変換素子、高速スイッチ、ス−パーコンティニューム光源などのデバイスの開発が熱望されている。
【０００３】
このようなデバイスを実現する方法として、光ファイバの非線形光学効果を用いた非線形光デバイスが盛んに検討されている。従来の石英ファイバにおいては、高い非線形性を実現するために、コアにゲルマニウムを添加し、クラッドにフッ素を添加することにより２％以上の高屈折率差が設定されている。光通信波長帯で効率よく非線形効果を出現させるためには、位相整合条件を満たすように、零分散波長を１．４〜１．７μｍ帯にしなければならない。しかしながら、石英ファイバの場合、材料分散による零分散波長は１．３μｍであり、添加物によって大きく分散をシフトさせることは難しいため、様々な屈折率プロファイルによって零分散を１．５μｍへとシフトさせている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
また、従来の石英を主体としたファイバを用いた非線形光デバイスは、非線形光学効果に必要な相互作用長を確保するために、ファイバ長を数１００ｍ以上とすることが大半である。そこで、高い非線形性を有する光学材料を用いて、高効率でコンパクトな非線形デバイスの実現が望まれている。
【０００５】
一方、テルライトガラスを用いたファイバは、これまでＥｒ３＋添加ファイバ増幅器やラマン増幅器に応用され、広帯域増幅を実現している（非特許文献２，３参照）。テルライトガラスは、石英ガラスと比べて１０倍以上の大きな非線形光学効果を有すると同時に、ラマン増幅器への応用の際には、２０ｄＢ／ｋｍの低損失ファイバを実現している。従って、テルライトファイバを非線形デバイスとして応用することができれば、これまでにないコンパクトで高効率なデバイスが期待できる。
【０００６】
【非特許文献１】川上彰二郎、白石和男、大橋正治著、「光ファイバとファイバ型デバイス」、培風館、ｐ．９７
【非特許文献２】A.Mori, et al., ”1.5μm Broadband Amplification by Tellurite-Based EDFAs”, PD1, OFC1997
【非特許文献３】A.Mori, et al., ”Ultra-wideband tellurite-Based Raman fibre amplifier”, Electronics Letter vol.37, No.24, pp.1442-1443, 2001
【非特許文献４】大越孝敬著、「光ファイバ」、オーム社、ｐ．２１４
【非特許文献５】Gorachand Ghosh, ”Sellmeier Coefficients and Chromatic Dispersiond for Some Tellurite Glasses”, J. Am. Soc., 78(10) 2828-30, 1995
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非線形光デバイスにおいて、光通信波長帯で効率よく非線形効果を出現させるためには、位相整合条件を満たすように、零分散波長を１．４〜１．７μｍ帯にしなければならない。テルライトファイバの場合、材料分散は１．４〜１．７μｍ帯で大きく負分散を有し、零分散波長は２μｍを超えた長波長側に位置する。
【０００８】
従来の石英ファイバにおいて均一なコアを用いる限り、零分散波長は、１．３μｍである材料分散から導波路分散によって、長波長側へシフトする。一方、Ｗ型の屈折率プロファイルを用いることにより、零分散波長を１．３μｍである材料分散から短波長側へシフトさせることができる（例えば、非特許文献４参照）。１．３〜１．７μｍ波長帯は、光の透過損失が低いため、一般的に光通信システムで用いられている。Ｗ型の屈折率プロファイルは、この波長帯において、低分散であり、分散特性がフラットになる構造として研究されてきた。
【０００９】
しかしながら、テルライトファイバに、石英ファイバの場合に適用されるＷ型の屈折率プロファイルを適用するだけでは、零分散波長を短波長側へシフトできないという問題点があった。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、零分散波長を通信波長帯である１．４〜１．７μｍ帯にシフトし、テルライトガラスを用いた低損失で高効率の光ファイバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、テルライトガラスからなり、コア／クラッド構造を有する光ファイバであって、前記クラッドは、前記コアが内挿された第１クラッドと、該第１クラッドの屈折率より高い屈折率を有し、前記第１クラッドが内挿された第２クラッドとを有し、零分散波長が１．４〜１．７μｍ帯となるように、前記コアと前記第１クラッドの比屈折率差および前記第１クラッドと前記第２クラッドの比屈折率が設定されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、テルライトガラスからなり、コア／クラッド構造を有する光ファイバであって、前記クラッドは、前記コアとの比屈折率差が１０％以上であり、前記コアが内挿された第１クラッドと、該第１クラッドの屈折率より高い屈折率を有し、前記第１クラッドとの比屈折率差が５％以上であり、前記第１クラッドが内挿された第２クラッドとを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の前記テルライトガラスは、ＴｅＯ２−ＬＯ−Ｍ２Ｏ−Ｑ２Ｏ３からなる組成を有し、ここで、ＬはＺｎ、Ｂａのうち少なくとも１種類以上であり、ＭはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのうち少なくとも１種類以上であり、ＱはＢ、Ｂｉ、Ｌａ、Ａｌ、Ｌｕのうち少なくとも１種類以上であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の前記コアのテルライトガラスは、ＴｅＯ２−ＬＯ−Ｍ２Ｏ−Ｑ２Ｏ３からなる組成を有し、前記第１クラッドのテルライトガラスは、Ｂ２Ｏ３−ＬＯ−Ｍ２Ｏ−Ｑ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５−ＧｅＯ２からなる組成を有し、前記第２クラッドのテルライトガラスは、ＴｅＯ２−ＬＯ−Ｍ２Ｏ−Ｑ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５−ＧｅＯ２からなる組成を有し、ここで、ＬはＺｎ、Ｂａのうち少なくとも１種類以上であり、ＭはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのうち少なくとも１種類以上であり、ＱはＢ、Ｂｉ、Ｌａ、Ａｌ、Ｌｕのうち少なくとも１種類以上であることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の前記テルライトガラスは、希土類イオンとしてＣｅ３＋、Ｐｒ３＋、Ｎｄ３＋、Ｐｍ３＋、Ｓｍ３＋、Ｅｕ３＋、Ｔｂ３＋、Ｄｙ３＋、Ｈｏ３＋、Ｅｒ３＋、Ｔｍ３＋、Ｙｂ３＋のうち少なくとも１つが添加されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、石英ガラスと比べて１０倍以上の大きな非線形光学効果を有するテルライトファイバを用いて、光通信波長帯である１．４〜１．７μｍ帯に零分散波長をシフトすることができるので、コンパクトで高効率な非線形デバイスである光ファイバを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。  
ＴｅＯ２を主成分とするガラスは、屈折率ｎＤが２程度を有するのと同時に、材料波長分散は１．２〜１．７μｍ帯で大きく負分散を有し、零分散波長は２μｍを超えた長波長側に位置する（例えば、非特許文献５参照）。従って、テルライトガラスを用いてステップインデックス型のコア／クラッド屈折率プロファイルを有するファイバを作製すると、材料波長分散の特性から大きく変化させることはできない。
【００１８】
本発明にかかる第１の実施形態は、テルライトガラスの組成を適切に選択することにより、テルライトファイバの分散値を制御する。テルライトファイバは、コアとの比屈折率差が１０％以上である第１クラッドと、第１クラッドの屈折率より高い屈折率を有し、第１クラッドとの比屈折率差が５％以上である第２クラッドとからなるＷ型の屈折率プロファイルを有する。一般的に使用される光ファイバのコアとクラッドとの比屈折率差は、４％以下である。従って、Ｗ型の屈折率プロファイルを構成しても、十分な分散シフトを得ることができない。
【００１９】
図１に、本発明の第１の実施形態にかかる光ファイバの屈折率プロファイルを示す。コア１１の屈折率ｎＤ＝２．１０、第１クラッド１２の屈折率ｎＤ＝１．４７、第２クラッド１３の屈折率ｎＤ＝１．７８５のＷ型の屈折率プロファイルである。コアと第１クラッドの比屈折率差Δｎ＝３０％であり、コアと第２クラッドの比屈折率差Δｎ＝１５％である。図２に、第１の実施形態にかかる光ファイバの零分散波長の計算結果を示す。コアの半径Ｒ＝０．５６μｍとしたとき、１．５５μｍ帯において零分散が実現する。
【００２０】
本発明にかかる第２の実施形態は、テルライトガラスの組成を適切に選択することにより、ファイバ化加工に対して十分熱的に安定であり、非線形定数が高く、低損失なファイバを作製する。テルライトガラスは、ＴｅＯ２−ＬＯ−Ｍ２Ｏ−Ｑ２Ｏ３からなる組成を有し、ここで、ＬはＺｎ、Ｂａのうち少なくとも１種類以上であり、ＭはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのうち少なくとも１種類以上であり、ＱはＢ、Ｂｉ、Ｌａ、Ａｌ、Ｌｕのうち少なくとも１種類以上である。組成比は、  
４０＜ＴｅＯ２＜９０（モル％）  
５＜ＬＯ＜３０（モル％）  
３＜Ｍ２Ｏ＜４０（モル％）  
０＜Ｑ２Ｏ３＜２０（モル％）  
の範囲にあることが望ましい。
【００２１】
本発明にかかる第３の実施形態は、コアガラスを第２の実施形態の組成とし、クラッドガラスをＲ−ＬＯ−Ｍ２Ｏ−Ｑ２Ｏ３からなる組成とする。具体的には、第１クラッドは、ＲがＢ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５またはＧｅＯ２であり、ＬがＺｎ、Ｂａのうち少なくとも１種類以上であり、ＭがＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのうち少なくとも１種類以上であり、ＱがＢ、Ｂｉ、Ｌａ、Ａｌ、Ｌｕのうち少なくとも１種類以上である。組成比は、  
４０＜Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５＋ＧｅＯ２＜９０（モル％）  
５＜ＬＯ＜３０（モル％）  
３＜Ｍ２Ｏ＜４０（モル％）  
０＜Ｑ２Ｏ３＜２０（モル％）  
の範囲にあることが望ましい。第２クラッドは、ＲがＴｅＯ２、Ｐ２Ｏ５またはＧｅＯ２であり、ＬがＺｎ、Ｂａのうち少なくとも１種類以上であり、ＭがＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのうち少なくとも１種類以上であり、ＱがＢ、Ｂｉ、Ｌａ、Ａｌ、Ｌｕのうち少なくとも１種類以上である。組成比は、  
４０＜ＴｅＯ２＋Ｐ２Ｏ５＋ＧｅＯ２＜９０（モル％）  
５＜ＬＯ＜３０（モル％）  
３＜Ｍ２Ｏ＜４０（モル％）  
０＜Ｑ２Ｏ３＜２０（モル％）  
の範囲にあることが望ましい。
【００２２】
本発明にかかる第４の実施形態として、テルライトガラス材料に希土類イオンとしてＣｅ３＋、Ｐｒ３＋、Ｎｄ３＋、Ｐｍ３＋、Ｓｍ３＋、Ｅｕ３＋、Ｔｂ３＋、Ｄｙ３＋、Ｈｏ３＋、Ｅｒ３＋、Ｔｍ３＋、Ｙｂ３＋のうち少なくとも１つを添加させることにより、非線形性と同時に光増幅、吸収によるフィルタリング効果などの特性を付与することができる。
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態にかかる光ファイバの具体的な実施例について詳細に説明する。
【００２４】
（実施例１）
本発明の一実施形態にかかるテルライトファイバに使用されるガラス組成（ｍｏｌ％表示）の一例と、各々のガラス組成の熱安定性（Ｔｘ−Ｔｇ：℃）、および屈折率（ｎＤ）と、コアと第１クラッドの比屈折率差およびコアと第２クラッドの比屈折率差（ｎ＋：％／ｎ−：％）、コアの半径および第１クラッドの半径（Ｒ：μｍ／Ｒ’：μｍ）について
、測定した試験結果を表１に記す。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
次に、テルライトファイバの製造方法を説明する。最初に、窒素ガスを充填したグローブボックス内でコア（および第１クラッド）のガラス原料を混合し、金又は白金坩堝を用いて酸素雰囲気下７００〜１２００℃で溶融する。２５０〜５００℃に予加熱した鋳型中に、第１クラッドガラス、コアガラスの順に融液を流し込むサクションキャスティング法により、コアと第１クラッドのガラス母材を作製する。第２クラッドのガラス母材は、同様にガラス原料を溶融し、２５０〜５００℃に予加熱した円筒状のモールドに流し込んだ後、モールドを水平に保持したまま高速回転させるローテーショナルキャスティング法により、円筒状のジャケット管を作製する。
【００２７】
ジャケット管にコアと第１クラッドのガラス母材を挿入して、延伸・線引きを行う。延伸・線引きにおいては再加熱が必要となるため、損失が低く、強度の強いファイバを実現するには、熱安定性が重要なファクタとなる。テルライトガラスは、一般的に、ガラス転移温度Ｔｇから３０〜８０℃高い温度で延伸・線引き加工をするために、熱安定性＝（結晶化温度Ｔｘ）−（ガラス転移温度Ｔｇ）が１００℃以上あることが望ましい。表１のガラス組成では、それぞれ熱安定性Ｔｘ−Ｔｇが１４０℃以上であり、十分な熱安定性を有している。
【００２８】
表１の組成［例１］により、テルライトファイバを作製する。コアの半径Ｒ＝０．５７μｍ、第１クラッドの半径は１．２μｍであり、ＭＦＤ（Mode Field Diameter）は２．２μｍである。ファイバの損失は１．５５μｍで３５ｄＢ／ｋｍであり、零分散波長は、１．５７μｍである。
【００２９】
図３に、実施例１にかかるテルライトファイバを用いた波長変換装置を示す。波長変換装置は、１５３０〜１５６０ｎｍの波長帯に１００ＧＨｚ間隔に３２波のＷＤＭ信号を出力する光源３０１〜３３２と、１５６５ｎｍの励起光を出力する光源３３３とを有する。さらに、光源３０１〜３３２の出力を合波するＡＷＧ（Arrayed Waveguide Grating）３４１と、合波されたＷＤＭ信号光Ｅｓと励起光Ｅｐとを合波する光カプラ３４２と、長さ５０ｍの実施例１にかかるテルライトファイバ３４３とを備えている。このような構成により、波長変換装置は、３２波のＷＤＭ信号Ｅｓの波長を一括変換して、変換光Ｅｃを出力する。
【００３０】
図４に、波長変換装置の出力スペクトルを示す。励起光Ｅｐのパワー５０ｍＷに対して、変換効率−１５ｄＢであり、帯域幅７０ｎｍの波長一括変換を行うことができる。
【００３１】
（実施例２）
実施例１と同じ製造方法により、表１の組成［例２］により、テルライトファイバを作製する。コアの半径Ｒ＝０．５７μｍ、第１クラッドの半径は１．２μｍであり、ＭＦＤは２．２μｍである。ファイバの損失は１．２μｍで３０ｄＢ／ｋｍであり、零分散波長は、１．５６μｍである。
【００３２】
実施例２のテルライトファイバを用いて、図３と同じ構成の波長変換装置を作製する。光源として、１５３０〜１５６０ｎｍの波長帯に１００ＧＨｚ間隔に３２波のＷＤＭ信号を出力する光源３０１〜３３２と、１４８０ｎｍの励起光と１５６５ｎｍの励起光とを出力する光源３３３とを用いる。長さ１５ｍの実施例２にかかるテルライトファイバ３４３を用いて、信号増幅すると同時に波長一括変換を行う。１４８０ｎｍの励起光のパワー５０ｍＷ、１５６５ｎｍの励起光のパワー５０ｍＷに対して、変換効率５ｄＢであり、帯域幅７０ｎｍの波長一括変換を行うことができる。
【００３３】
なお、図１０を参照して後述する非線形ファイバーループミラーに、実施例２のテルライトファイバを１５ｍ適用すると、８０ＧＨｚ、８ｐｓの高変調した信号光に対して、ゲート光のパワー１０ｍＷにより、信号光のスイッチングを行うことができる。
【００３４】
（実施例３）
実施例１と同じ製造方法により、表１の組成［例３］により、テルライトファイバを作製する。コアの半径Ｒ＝０．５８μｍ、第１クラッドの半径は１．３μｍであり、ＭＦＤは２．３μｍである。ファイバの損失は１．５μｍで３８ｄＢ／ｋｍであり、零分散波長は、１．５５μｍである。
【００３５】
長さ１５０ｍのテルライトファイバに、波長１．５５μｍ、パルス幅０．５ｐｓ、ピークパワー３０Ｗのパルス励起光を入射する。実施例３のテルライトファイバは、図５に示すように、１．７μｍ帯域（０．７〜２．４μｍｍ）にわたるスーパーコンティニューム光を出力する。
【００３６】
（実施例４）
実施例１と同じ製造方法により、表１の組成［例４］により、テルライトファイバを作製する。コアの半径Ｒ＝０．６０μｍ、第１クラッドの半径は１．５μｍであり、ＭＦＤは２．５μｍである。ファイバの損失は１．５μｍで３２ｄＢ／ｋｍであり、零分散波長は、１．５０μｍである。
【００３７】
長さ５０ｍのテルライトファイバに、波長１．５５μｍ、パルス幅０．５ｐｓ、ピークパワー３０Ｗのパルス励起光を入射する。パルスがソリトン効果を受けると共に、ファイバ内を伝搬するにつれパルススペクトルが長波長側にシフトする「ソリトン自己位相シフト」が観測される。
【００３８】
図６に、実施例４にかかるテルライトファイバを用いた波長可変パルス光源を示す。入射パルスのピークパワーを変化させることにより、スペクトルシフト量が変化する効果を利用した波長可変パルス光源である。波長可変パルス光源は、１０ＧＨｚで変調されたパルス光源９０１に、光増幅器９０２と、長さ５０ｍの実施例４にかかるテルライトファイバ９０３と、プログラマブルＰＬＣ合分波器９０４とを縦続接続する。
【００３９】
さらに、プログラマブルＰＬＣ合分波器９０４の出力に、光増幅器９０５と、長さ５０ｍの実施例４にかかるテルライトファイバ９０６とを縦続接続する。このような構成により、波長可変パルス光源は、１０〜１００Ｇｂｉｔ／ｓのチャンネルレートで、波長可変範囲が１５０ｎｍ（１５５０〜１７００ｎｍ）である。
【００４０】
（実施例５）
実施例１と同じ製造方法により、表１の組成［例５］により、テルライトファイバを作製する。コアの半径Ｒ＝０．５５μｍ、第１クラッドの半径は１．３μｍであり、ＭＦＤは２．２μｍである。ファイバの損失は１．５μｍで２８ｄＢ／ｋｍであり、零分散波長は、１．５６μｍである。
【００４１】
図７に、実施例５にかかるテルライトファイバを用いたパラメトリック光増幅器を示す。パラメトリック光増幅器は、波長可変光源１３０１に、アイソレータ１３０２と、長さ１５０ｍの実施例５にかかるテルライトファイバ１３０３と、光カプラ１３０４とを縦続接続する。光カプラ１３０４には、波長１５６０ｎｍ、励起光パワー１．５Ｗの光源の出力を、ＥＤＦＡ増幅器１３０６を介して後方より入射する。
【００４２】
図８に、パラメトリック光増幅器の出力スペクトルを示す。−３０ｄＢｍの信号光を用いて波長スキャン測定を行った結果であり、１５００〜１６２０ｎｍにわたる１２０ｎｍの波長帯において２０ｄＢ以上の利得を得た。
【００４３】
（実施例６）
実施例１と同じ製造方法により、表１の組成［例６］により、テルライトファイバを作製する。コアの半径Ｒ＝０．５８μｍ、第１クラッドの半径は１．４μｍであり、ＭＦＤは２．４μｍである。ファイバの損失は１．５μｍで３３ｄＢ／ｋｍであり、零分散波長は、１．５６μｍである。
【００４４】
図９に、実施例６にかかるテルライトファイバを用いた光カーシャッタ実験系を示す。光カーシャッタ実験系は、波長１５５２ｎｍの制御光を出力するＤＦＢ−ＬＤ１７０１と、波長１５３５ｎｍの信号光を出力するＤＦＢ−ＬＤ１７０２と、制御光を増幅するＥｒドープファイバアンプ１７０３とを備え、制御光と信号光とが互いに偏波方向が４５度の角度をなすように、長さ１０ｍのテルライトファイバ１７０４に入力される。テルライトファイバ１７０４の出力から、信号光を分岐して、偏光子１７０５を介してストリークカメラ１７０６に入力する。
【００４５】
このような構成により、制御光を入射しない場合には、信号光の偏波はある一定の方向でテルライトファイバ１７０４中を伝播し、偏光子１７０５で遮断される。一方、制御光を入射した場合には、テルライトファイバ１７０４の非線形屈折率効果により、信号光の偏波成分が変化して、偏光子１７０５を透過する。このようにして、幅８ｐｓの信号光パルスをスイッチングすることができる。
【００４６】
（実施例７）
実施例１と同じ製造方法により、表１の組成［例７］により、テルライトファイバを作製する。コアの半径Ｒ＝０．６０μｍ、第１クラッドの半径は１．４μｍであり、ＭＦＤは２．５μｍである。ファイバの損失は１．５μｍで３７ｄＢ／ｋｍであり、零分散波長は、１．５６μｍである。
【００４７】
図１０に、実施例７にかかるテルライトファイバを用いた非線形ファイバーループミラーを示す。非線形ファイバーループミラーは、ゲート光を入力する光カプラ１９０１と、長さ１５ｍのテルライトファイバ１９０２と、ゲート光を出力する光カプラ１９０３と、信号光を入出力する光カプラ１９０４とが縦続接続されてループを構成している。
【００４８】
信号光は、光カプラ１９０４で２分岐されて、テルライトファイバ１９０２を順方向と逆方向に伝播する。再び、光カプラ１９０４に入力されて、互いに干渉し、出力される。このとき、光カプラ１９０１から入力するゲート光により、テルライトファイバ１９０２における信号光の位相変化を制御してスイッチングを行う。ゲート光のパワー２００ｍＷにより、８０ＧＨｚ、８ｐｓの高変調された信号光のスイッチングを行うことができる。
【００４９】
（実施例８）
実施例１と同じ製造方法により、表１の組成［例８］により、テルライトファイバを作製する。コアの半径Ｒ＝０．５５μｍ、第１クラッドの半径は１．６μｍであり、ＭＦＤは２．５μｍである。ファイバの損失は１．２μｍで３０ｄＢ／ｋｍであり、零分散波長は、１．５５μｍである。
【００５０】
図１１に、本発明の一実施形態にかかるクロック再生装置を示す。ＷＤＭ伝送システムのトランスミッタ２００１は、４０Ｇｂ／ｓのＷＤＭ信号を出力する。クロック再生装置２００３は、波長選択フィルタ２００２により選択された１波長信号を、クロック再生部２３０１で受信し、ＲＦクロックを抽出する。抽出したクロックをモードロックファイバレーザにて光パルスに再生し、ＥＤＦＡ２３０２にて増幅して、長さ３０ｍのテルライトファイバ２３０３に入射する。テルライトファイバ２３０３にて発生する１．５〜１．６μｍの１００ｎｍ帯域にわたるスーパーコンティニューム光を、ＡＷＧ２３０４に入力する。ＡＷＧ２３０４によってフィルタリングされることにより、単一チャンネルのクロック再生により波長多重されたチャンネル分のクロックパルスを再生することができる。
【００５１】
任意の１チャンネルのクロックパルスを、長さ５０ｍテルライトファイバを用いた非線形ループミラー２００４に入射する。ＷＤＭ信号の対応するチャンネルをゲート光として、非線形ループミラー２００４に入力し、劣化した信号品質を復元する光３Ｒ再生を実現することができる。
【００５２】
以上の実施例において、光ファイバの組成としてテルライトガラス、リン酸ガラス等を例示したが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本実施形態の光ファイバを用いた光デバイスは、本実施形態の光ファイバを高非線形ファイバとして利用する光デバイスであって、上述した実施例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の光ファイバは、光通信システムにおいて高性能化、大容量化、低価格化を進めることに有効であり、その結果、それらのシステムを用いたサービスの高度化、経済化に大きく寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる光ファイバの屈折率プロファイルを示す図である。
【図２】第１の実施形態にかかる光ファイバの零分散波長の計算結果を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる波長変換装置を示す構成図である。
【図４】波長変換装置の出力スペクトルを示す図である。
【図５】発生したスーパーコンティニューム光のスペクトルを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる波長可変パルス光源を示す構成図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかるパラメトリック光増幅器を示す構成図である。
【図８】パラメトリック光増幅器の出力スペクトルを示す図である。
【図９】本発明の一実施形態にかかる光カーシャッタ実験系を示す構成図である。
【図１０】本発明の一実施形態にかかる非線形ファイバーループミラーを示す構成図である。
【図１１】本発明の一実施形態にかかるクロック再生装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
１１  コア
１２  第１クラッド
１３  第２クラッド
【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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【図１１】
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