(57)【要約】光導波ファイバ増幅器は、略１３００重量ｐｐｍ乃至略３６００重量ｐｐｍの範囲にあるＥｒ2Ｏ3と略６．０重量％乃至略１０．０重量％の範囲にあるＡｌ2Ｏ3と略９．０重量％乃至略２０．０重量％の範囲にあるＧｅＯ2とを少なくとも１部に含むコア領域を含む。該増幅器は、該コア領域を囲繞している内側クラッドと、該内側クラッドを囲繞している外側クラッドと、を含む。該コア領域、該内側クラッド及び該外側クラッドの相対的な屈折率と半径が次の範囲から選択される。すなわち、該コアセグメントの相対的な屈折率パーセントが略０．５％乃至略２．０％の範囲にあり、該内側クラッドの相対的な屈折率パーセントが略０．０％乃至略０．４％の範囲にあり、該コアの領域の外側半径が略０．７ｍｍ乃至略１．5ｍｍの範囲にあり、該内側クラッドの外側半径が略４．３ｍｍ乃至略１８．８ｍｍの範囲にある。
2004537851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的な屈折率パーセントおよび外側半径を有し、略１３００重量ｐｐｍ乃至略３６００重量ｐｐｍの範囲にあるＥｒ2Ｏ3と略６．０重量％乃至略１０．０重量％の範囲にあるＡｌ2Ｏ3と略９．０重量％乃至略２０．０重量％の範囲にあるＧｅＯ2とを少なくとも１部に含むコア領域と、
前記コア領域を囲繞しかつ相対的な屈折率パーセントと外側半径とを有する内側クラッドと、
前記内側クラッドを囲繞しかつ相対的な屈折率パーセントを有する外側クラッドと、を含み、
前記コア領域、前記内側クラッド及び前記外側クラッドの相対的な屈折率と半径が選択され、
前記コアのセグメントの相対的な屈折率パーセントが略０．５％乃至略２．０％の範囲にあり、
前記内側クラッドの相対的な屈折率パーセントが略０．０％乃至略０．４％の範囲にあり、
前記コアの領域の外側半径が略０．７μｍ乃至略１．６μｍの範囲にあり、
前記内側クラッドの外側半径が略４．３μｍ乃至略１８．８μｍの範囲にある、ことを特徴とする光導波ファイバ。
【請求項２】
前記コア領域におけるＥｒ2Ｏ3の量が略１９５０重量ｐｐｍ乃至略３１００重量ｐｐｍの範囲にあることを特徴とする請求項１記載のファイバ。
【請求項３】
前記コア領域におけるＡｌ2Ｏ3の量が略６．５重量％乃至略９．５重量％の範囲にあることを特徴とする請求項１記載のファイバ
【請求項４】
前記コア領域におけるＧｅＯ2の量が略９．０重量％乃至略１６．０重量％の範囲にあることを特徴とする請求項１記載のファイバ。
【請求項５】
前記コア領域、前記内側クラッドおよび前記外側クラッドの相対的な屈折率パーセントならびに半径と、前記コア領域におけるＥｒ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3およびＧｅＯ2の量と、が１５５０ｎｍの波長において５．２μｍ以上のモードフィールド径を提供するように選択されることを特徴とする請求項１記載のファイバ。
【請求項６】
前記コア領域、前記内側クラッドおよび前記外側クラッドの相対的な屈折率パーセントならびに半径と、前記コア領域におけるＥｒ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3およびＧｅＯ2の量と、が１５５０ｎｍの波長において略５．２μｍ乃至略５．８μｍの範囲にあるモードフィールド径を提供するように選択されることを特徴とする請求項５記載のファイバ。
【請求項７】
前記コア領域、前記内側クラッドおよび前記外側クラッドの相対的な屈折率パーセントならびに半径と、前記コア領域におけるＥｒ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3およびＧｅＯ2の量と、が略１４５０ｎｍ乃至略１６２０ｎｍの間の波長帯域において略３６ｄＢ／ｍ以下のピーク吸収値を提供するように選択されることを特徴とする請求項１記載のファイバ。
【請求項８】
前記コア領域、前記内側クラッドおよび前記外側クラッドの相対的な屈折率パーセントならびに半径と、前記コア領域におけるＥｒ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3およびＧｅＯ2の量と、が略１４５０ｎｍ乃至略１６２０ｎｍの間の波長帯域において略２７ｄＢ／ｍ以下のピーク吸収値を提供するように選択されることを特徴とする請求項１記載のファイバ。
【請求項９】
１５９０ｎｍの波長において略５ｆｓ／ｍ以下の偏波モード分散を呈することを特徴とする請求項１記載のファイバ。
【請求項１０】
前記コア領域、前記内側クラッドおよび前記外側クラッドの相対的な屈折率パーセントならびに半径と、前記コア領域におけるＥｒ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3およびＧｅＯ2の量と、が１４８０ｎｍの波長において略２．５％以下の吸収に対する全バックグラウンド損失を提供するように選択されることを特徴とする請求項１記載のファイバ。
【請求項１１】
前記コア領域、前記内側クラッドおよび前記外側クラッドの相対的な屈折率パーセントならびに半径と、前記コア領域におけるドーパントの量と、が略１４００ｎｍ以下のカットオフ波長を提供するように選択されることを特徴とする請求項１記載のファイバ。
【請求項１２】
前記コア領域、前記内側クラッドおよび前記外側クラッドの相対的な屈折率パーセントならびに半径と、前記コア領域におけるドーパントの量と、が略１３５０ｎｍ以下のカットオフ波長を提供するように選択されることを特徴とする請求項１１記載のファイバ。
【請求項１３】
前記コア領域、前記内側クラッドおよび前記外側クラッドの相対的な屈折率パーセントならびに半径と、前記コア領域におけるドーパントの量と、が略１０００ｎｍ以下のカットオフ波長を提供するように選択されることを特徴とする請求項１２記載のファイバ。
【請求項１４】
前記利得が隣り合っていてその間で略１００ＧＨｚ分離を有する２つの入力チャンネルに対して略１９．５ｄＢ以上であり、前記ファイバの有効面積の２乗によって掛け算されて増幅器ファイバの長さの２乗によって割り算された２階調４光波混合が略０．０１ｍｍ4／ｍ2以下である、ことを特徴とする請求項１記載のファイバ。
【請求項１５】
光学信号を伝送するのに適した送信機と、
前記送信機を有する光通信における光導波伝送ファイバと、
前記光導波伝送ファイバを有する光通信の請求項１の光導波ファイバと、
前記光導波ファイバ増幅器を有する光通信においてかつこれにポンプ放射を供給するのに適した少なくとも１つのポンプと、
前記光信号を受信するのに適した受信機と、を含むことを特徴とする光ファイバ通信システム。
【請求項１６】
略１３００重量ｐｐｍ乃至略３６００重量ｐｐｍの範囲にあるＥｒ2Ｏ3と略６．０重量％乃至略１０．０重量％の範囲にあるＡｌ2Ｏ3と略９．０重量％乃至略２０．０重量％の範囲にあるＧｅＯ2とを少なくとも１部に含みかつ屈折率プロファイルを有するコア領域と、
前記コア領域を囲繞して屈折率プロファイルを有する内側クラッドと、
前記内側クラッドを囲繞して屈折率プロファイルを有する外側クラッドと、を含み、
前記コア領域内におけるＥｒ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3およびＧｅＯ2の量と、前記コア領域、前記内側クラッドおよび前記外側クラッドの屈折率プロファイルと、が１５５０ｎｍの波長において略５．２μｍ以上のモードフィールド径を提供するように選択される、ことを特徴とする光導波ファイバ。
【請求項１７】
前記コア領域内におけるＥｒ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3およびＧｅＯ2の量と、前記コア領域、前記内側クラッドおよび前記外側クラッドの屈折率プロファイルと、が略１４００ｎｍ以下のカットオフ波長を提供するように選択されることを特徴とする請求項１６記載のファイバ。
【請求項１８】
前記コア領域内におけるＥｒ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3およびＧｅＯ2の量と、前記コア領域、前記内側クラッドおよび前記外側クラッドの屈折率プロファイルと、が略１３５０ｎｍ以下のカットオフ波長を提供するように選択されることを特徴とする請求項１７記載のファイバ。
【請求項１９】
前記コア領域内におけるＥｒ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3およびＧｅＯ2の量と、前記コア領域、前記内側クラッドおよび前記外側クラッドの屈折率プロファイルと、が略９８０ｎｍ以下のカットオフ波長を提供するように選択されることを特徴とする請求項１６記載のファイバ。
【請求項２０】
１５９０ｎｍの波長において略５ｆｓ／ｍ以下の偏波モード分散を呈することを特徴とする請求項１６記載のファイバ。
【請求項２１】
前記コア領域内におけるＥｒ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3およびＧｅＯ2の量と、前記コア領域、前記内側クラッドおよび前記外側クラッドの屈折率プロファイルと、が１４５０ｎｍ乃至１６２０ｎｍの間の波長帯域内で略３６ｄＢ／ｍ以下のピーク吸収を提供するように選択されることを特徴とする請求項１６記載のファイバ。
【請求項２２】
前記コア領域内におけるＥｒ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3およびＧｅＯ2の量と、前記コア領域、前記内側クラッドおよび前記外側クラッドの屈折率プロファイルと、が１５５０ｎｍの波長において略５．８μｍ以下のモードフィールド径を提供するように選択されることを特徴とする請求項１６記載のファイバ。
【請求項２３】
前記コア領域内におけるＥｒ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3およびＧｅＯ2の量と、前記コア領域、前記内側クラッドおよび前記外側クラッドの屈折率プロファイルと、が１５５０ｎｍの波長において略５．２μｍ乃至略５．８μｍの範囲内のモードフィールド径を提供するように選択されることを特徴とする請求項２２記載のファイバ。
【請求項２４】
前記コア領域内におけるＥｒ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3およびＧｅＯ2の量と、前記コア領域、前記内側クラッドおよび前記外側クラッドの屈折率プロファイルと、が略２０μｍ2以上の有効面積を提供するように選択されることを特徴とする請求項１６記載のファイバ。
【請求項２５】
前記コア領域内のＥｒ2Ｏ3の量が略１９５０重量ｐｐｍ乃至略３１００重量ｐｐｍの範囲にあることを特徴とする請求項１６記載のファイバ。
【請求項２６】
前記コア領域内のＡｌ2Ｏ3の量が略６．５重量％乃至９．５重量％の範囲にあることを特徴とする請求項１６記載のファイバ。
【請求項２７】
前記コア領域内のＧｅＯ2の量が略９．０重量％乃至１６．０重量％の範囲にあることを特徴とする請求項１６記載のファイバ。
【請求項２８】
前記利得が隣り合っていてその間で略１００ＧＨｚ分離を有する２つの入力チャンネルに対して略１９．５ｄＢ以上であり、前記ファイバの有効面積の２乗によって掛け算されて増幅器ファイバの長さの２乗によって割り算された２階調４光波混合が略０．０１ｍｍ4／ｍ2以下である、ことを特徴とする請求項１６記載のファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願のクロスリファレンス
本出願は、２００１年８月２日に出願された米国仮特許出願第６０／３０９，６０６号の米国特許法１１９条（ｅ）による優先権の利益を主張するものであり、かかる出願の内容が本明細書に完全に含まれたものとする。
１．本発明の技術分野
本発明は、通信システムに使用される光導波増幅器に関し、より詳細には、高い吸収及び効率を提供する光導波増幅ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
２．背景技術
光学を基礎とした通信システムにおいて帯域幅の必要条件の連続的な増加が、Ｓ−バンド光学範囲、Ｃ−バンド光学範囲及びＬ−バンド光学範囲を含む幾つかの光波長範囲において動作できるシステムに対して大なる要求となっている。Ｓ−バンドは略１４６５ｎｍ乃至略１５２５ｎｍの間の波長として一般的に規定され、その下に略１５２５ｎｍ乃至略１５７０ｎｍの間にあるＣバンド波長範囲があり、順番にちょうどその下に、略１５７０ｎｍ乃至略１６０５ｎｍの間にあるＬバンド波長範囲がある。光ファイバー伝送システムにおける能力に対するこの爆発的な成長および要求を満たすために、システム開発者はコンベンショナルすなわちＣ−バンド伝送帯域を越えて存在するスペクトル領域（上述したＳ−バンド及びＬ−バンド波長範囲を含む）を研究し始めた。
【０００３】
エルビウムが添加されたファイバ増幅器が、光伝送システムにおいて増幅を提供するように使用され、特にＣ−バンド波長範囲内において動作するかかるシステム内において展開されている。より低い励起状態の反転分布がＬ−バンド波長範囲にわたって十分に平坦な利得スペクトルを提供するのに必要であるという点で、Ｌ−バンド波長範囲内で動作する通信システム内のエルビウムが添加されたファイバ増幅器の装置が問題を有し得る。すなわち、エルビウムがドープされたファイバ増幅器内におけるファイバのより長い長さ若しくはその中のより高いエルビウム濃度が、Ｃ−バンド範囲内で動作する所定のエルビウムが添加されたファイバ増幅器内で提供されるものと同じ利得を提供するのに必要である。
【０００４】
Ｌ−バンド波長範囲内において利用されるエルビウムが添加されたファイバ増幅器に要求されたファイバのより長い長さは、エルビウムが添加されたファイバ増幅器と比較した場合、ファイバの効率が減少しかつノイズが増加する。加えて、４光波混合およびクロストーク変調等の非線形的効果は、より厳しい。一般的に、エルビウムが添加されたファイバ増幅器の有効面積は、エルビウムが添加されたファイバ増幅器を「線形的」に改善することを試みることによって、増加している。かかるアプローチに対する理論は、有効面積の増加がエルビウムが添加されたファイバ増幅器の不純物が添加された領域を介して伝送されている光強度を広げて、これによって、あらゆる所定の点において光パワーの強度が減少するというものであった。次に、このことは、より線形的な物質の作用を呈するエルビウムが添加されたファイバ増幅器が得られる。
【０００５】
Ｌ−バンドのエルビウムが添加されたファイバ増幅器内のエルビウムのスペクトルは、その中で使用されるファイバ増幅器を設計することに関していくつかの問題を有する。この問題は、（１）より長い波長においてファイバ曲げ損失を制御すると共により低い差分利得により要求されるより長いファイバ長を有する増幅器モジュールを実装すること、（２）濃度消光を非常に増加させることなく高い吸収レートを維持すること、（３）増幅器の中において、２チャンネル４光波混合および相互位相変調の如き非線形効果を最小にすること、（４）固有の高いＬ−バンド雑音指数を最小にすること、を含む。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、Ｌ−バンド光波長範囲内で光信号の増幅を行う光導波ファイバ増幅器に関する。より詳細には、本発明は、非線形効果を減少させかつノイズ指数を減少させるＬ−バンド波長範囲内で動作する高効率の光導波ファイバ増幅器に関する。
【０００７】
第１の実施例において、光導波ファイバは、相対的な屈折率パーセントおよび外側半径を有し、略１３００重量ｐｐｍ乃至略３６００重量ｐｐｍの範囲にあるＥｒ2Ｏ3と略６．０重量％乃至略１０．０重量％の範囲にあるＡｌ2Ｏ3と略９．０重量％乃至略２０．０重量％の範囲にあるＧｅＯ2とを少なくとも１部に含むコア領域を含む。該光導波ファイバは、該コア領域を囲繞しかつ相対的な屈折率パーセントと外側半径とを有する内側クラッドと、該内側クラッドを囲繞しかつ相対的な屈折率パーセントを有する外側クラッドと、を含む。該コア領域、該内側クラッド及び該外側クラッドの相対的な屈折率と半径が次の範囲から選択される。すなわち、該コアのセグメントの相対的な屈折率パーセントが略０．５％乃至略２．０％の範囲にあり、該内側クラッドの相対的な屈折率パーセントが略０．０％乃至略０．４％の範囲にあり、該コアの領域の外側半径が略０．７μｍ乃至略１．６μｍの範囲にあり、該内側クラッドの外側半径が略４．３μｍ乃至略１８．８μｍの範囲にある。
【０００８】
第２の実施例において、光導波ファイバは、相対的な屈折率パーセントを有し、略１３００重量ｐｐｍ乃至略３６００重量ｐｐｍの範囲にあるＥｒ2Ｏ3と略６．０重量％乃至略１０．０重量％の範囲にあるＡｌ2Ｏ3と略９．０重量％乃至略２０．０重量％の範囲にあるＧｅＯ2とを少なくとも１部に含むコア領域を含む。該光導波ファイバは、該コア領域を囲繞しかつ相対的な屈折率パーセントを有する内側クラッドと、該内側クラッドを囲繞しかつ相対的な屈折率パーセントを有する外側クラッドと、を含む。該コア領域内のＥｒ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3およびＧｅＯ2の量と、該コア領域の相対的な屈折率パーセントと、が略１５５０ｎｍの波長において略５．２μｍ以上のモードフィールド径を提供するように選択される。
【０００９】
本発明は、上述した実施例による光導波ファイバ及び光導波ファイバ増幅器を採用した光通信システムも含む。
【００１０】
本発明の更なる特徴および利点は、以下の詳細な説明に記載されており、かかる記載から当業者に明白にされかつ特許請求の範囲及び添付図面と共に以下の説明に記載されたように本発明を実施することによって理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
添付図面は、本発明の更なる理解を提供するように含まれ、かつ本明細書の１部を構成して組み込まれている。図面は、本発明のさまざまな特徴および実施例を図示しており、これらの記述と共に、本発明の原理および動作を説明するのに役立つ。
【００１２】
定義
以下の定義および用語は従来技術において使用されたものと共通である。
【００１３】
コアのセグメントの半径は、セグメントを形成する材料の屈折率に置き換えて定義されている。特定のセグメントは、最初と最後の屈折率点を有する。セグメントの最初の点が中心線上にある故、中央セグメントはゼロの内側半径を有する。中央セグメントの外側半径は、導波路中心線から中央セグメントの屈折率の最後の点まで引かれる半径である。中心線から間隔をおいて配置されている最初の点を有するセグメントに対して、導波路中心線からその最初の屈折率点の位置までの半径が、当該セグメントの内側半径である。同様に、導波路中心線から該セグメントの最後の屈折率点の位置までの半径が、当該セグメントの外側半径である。
【００１４】
セグメント半径は、多くの方法で適宜に定義されても良い。本出願において、半径は図に従って定義されており、以下で詳述する。
【００１５】
セグメント半径および屈折率の定義は、屈折率プロファイル記載するために使用されているものの、本発明を制限するものではない。
【００１６】
有効面積は一般的に次の式によって定義される。
【００１７】
【数１】
2004537851.tif 000003
上記式において、積分限界は０乃至∞であり、Ｅは伝播された光による電界である。
【００１８】
モードフィールド直径（Ｄmf）は、ペーターマンII法（Peterman II method ）を用いて測定され、ここで
【００１９】
【数２】
2004537851.tif 000004
であり
【００２０】
【数３】
2004537851.tif 000005
である。上記式において積分限界は、０乃至∞である。
【００２１】
本願明細書において使用されているセグメントの相対的な屈折率（Δ％）は、次の式によって定義されている。
【００２２】
【数４】
2004537851.tif 000006
ここで、ｎiはｉで示された屈折率プロファイルセグメントの最大屈折率である。ｎc（基準屈折率）はクラッド層の屈折率とされている。セグメント中のあらゆる点は、関連した相対的な屈折率を有する。最大の相対的な屈折率は、全体的な形が知られているセグメントを都合よく特徴づけるために使用される。
【００２３】
屈折率プロファイルまたはインデックス・プロファイルという用語は、Δ％または屈折率とコアの選択されたセグメントにおける半径との間の関係である。
【００２４】
全分散は、導波路分散および材料分散の代数和として定義される。全分散は、従来技術において色分散とも称されている。
【００２５】
全バックグラウンド損失は4Ｉ13/2から4Ｉ15/2へのエルビウム遷移（散乱、ホストガラス吸収、曲げ損失、濃度消光効果、ホーキング放射および類似現象を含む）の吸収に属していない全ての光学損失として定義される。
【００２６】
本明細書において定義されるように、カットオフ波長は、推奨標準に含まれる米国通信工業会／米国電子工業会（Telecommunications Industry Association/Electronic Industry Alliance）の標準試験方法（ＴＩＡ／ＥＩＡ−４５５−８０Ｂ）によって測定されるコイル化されたカットオフ波長である。ここで、大なる曲げ直径は３２ｍｍであり小なる曲げ直径は８ｍｍである。
【００２７】
エルビウムが添加されたファイバ増幅器内の4光波混合の非線形プロセスは、次式の如く本明細書において概して近似されている。
【００２８】
【数５】
2004537851.tif 000007
上記式において、ＰFWMは、混合階調のパワーであり、ｎは４光波混合パワー変換効率であり、Δｋは信号の位相整合であり、Ａeffはファイバ増幅器の有効面積であり、Ｘはピーク信号パワー密度であり、Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3*は信号のパワーであり、ｌは信号の有効相互作用長である。位相整合（Δｋ）は、ファイバに沿った色分散によって決定される。
【００２９】
２階調にされた、４光波混合パワー変換周波数は、４光波混合パワーサイドバンドチャンネルにおける出力パワー対２つの信号チャンネルの１つにおける入力の割合として定義される。
【００３０】
光導波ファイバの重なり部分は、特定のセグメント（例えばエルビウムが添加されたコア領域またはセグメント）と相互に作用するファイバ内を案内された光の割合として概して定義される。
【００３１】
好適な実施例の詳細な説明
詳細な説明が本発明の好適な実施例を詳細に説明しており、本発明の実施例が添付図面に図示されている。本発明による光導波ファイバ増幅器のセグメント化されたコア屈折率プロファイルの実施例が、図面中に示されている。
【００３２】
図１に示す如く、本明細書に記載されて開示された光導波増幅ファイバは、概してセグメント化された構造を有する。各々のセグメントは、屈折率プロファイルと、相対屈折率パーセント（Δi）と、外側半径（ｒi）と、によって記載されている。ｒとΔに対する下付き文字のｉは、特定のセグメントを参照している。セグメント群は、導波路の縦軸中心線を含む最も内側のセグメントから始まって、ｒ1からｒcまで番号が付けられている。屈折率ｎcを有するクラッド層は光導波ファイバを囲繞する。図示された実施例において、光導波増幅ファイバ１０は、外側半径ｒ1を有するコア領域、すなわちセグメント１２と、外側半径ｒ2を有する内側クラッド１４と、外側半径ｒcを有する外側クラッド１６と、を含む。
【００３３】
ファイバ１０のコア屈折率プロファイルの一般的な表示が、図２に示されており、図２において導波ファイバ増幅器半径に対して相対的な屈折率パーセントがグラフ化されて示されている。図２が３つの慎重なセグメントのみを示しているものの、機能的な要求が３つ以上のセグメントを有する光導波ファイバ増幅器を形成することによって満たされても良いことが理解される。しかし、少ない数のセグメントを有する実施例は、通常製造するのがより簡単であり、好ましい。更に、図示されたコア屈折率プロファイルは、ステップ・インデックス領域を有しているものの、他の屈折率プロファイルが使用されても良い。
【００３４】
ファイバ１０が、気相軸付け法（ＶＡＤ）、内付け法（ＭＣＶＤ）および外付け法（ＯＶＤ）を含む様々な方法を用いて作製できるものの、これに限定されない。ファイバ１０は、ＯＶＤプロセスを用いて作製されることが好ましい。
【００３５】
光導波ファイバ１０のコア領域１２は、シリカをベースとしたガラスから構成されており、略１３００重量ｐｐｍ乃至略３６００重量ｐｐｍの範囲にあることが好ましい（略１９５０重量ｐｐｍ乃至略３１００重量ｐｐｍの範囲にあることがより好ましく、略２２００重量ｐｐｍ乃至略３０００重量ｐｐｍの範囲にあることが最も好ましい）Ｅｒ2Ｏ3を少なくとも１部に含んでいる。コア領域１２は、略６．０重量％乃至略１０．０重量％の範囲にあることが好ましい（略６．５重量％乃至略９．５重量％の範囲にあることがより好ましく、略７重量％乃至略９．０重量％の範囲にあることが最も好ましい）Ａｌ2Ｏ3も少なくとも１部に含んでいる。更に、コア領域１２は、略９．０重量％乃至略２０．０重量％の範囲にあることが好ましい（略９．０重量％乃至略１６．０重量％の範囲にあることがより好ましく、略１０重量％乃至略１４重量％の範囲にあることが最も好ましい）ＧｅＯ2を少なくとも１部に含む。
【００３６】
ファイバ１０の内側クラッド１４は、内側クラッド１４の屈折率プロファイルは半径が増加するに従って線形的に減少するように、ＧｅＯ2が添加されたシリカをベースとしたガラスから構成されることが好ましい。外側クラッド１６は、略０％の相対的な屈折率を有する無添加シリカからなる。
【００３７】
ファイバ１０のコア領域１２は、略０．５％乃至略２％の範囲にあることが好ましい（略１．３％乃至略１．７％の範囲にあることがより好ましく、略１．４％乃至略１．６％の範囲にあることが最も好ましい）相対的な屈折率パーセント１８（Δ1）を有する。コア領域１２は、略１．０μｍ乃至略２．５μｍの間にある（略１．２５μｍ乃至略２．２５μｍの間であることが好ましく、略１．４μｍ乃至略１．９μｍの間であることがより好ましく、略１．４５μｍ乃至略１．６μｍの間であることが最も好ましい）外側半径２６（ｒ1）も有する。半径２６（ｒ1）は、コア１２の屈折率プロファイルの減少スロープに沿って、コア領域１２の屈折率プロファイルの最も正である点若しくは点群の中間点において決定される。
【００３８】
ファイバ１０の内側クラッド１４は、略０．０％乃至略０．４％の範囲にある（略０．０５％乃至略０．４％の範囲にあることがより好ましく、略０．１％乃至略０．３％の範囲にあることが最も好ましい）相対的な屈折率パーセント２０（Δ2）を有する。内側クラッド１４は、略１．５μｍ乃至略２．０μｍの範囲にある（略１．６μｍ乃至略１．９μｍの範囲にあることがより好ましく、略１．６９μｍ乃至略１．８μｍの範囲にあることが最も好ましい）内側半径２７（図３）（ｒ2）も有する。内側半径２７（ｒ2）は、コア領域１２と内側クラッド１４との交差部である。更に内側クラッド１４は、略４．３μｍ乃至略１８．８μｍの範囲にある（略８．０μｍ乃至略１６．０μｍの範囲にあることがより好ましく、略１１．６μｍ乃至略１４．７μｍの範囲にあることが最も好ましい）外側半径２８（ｒ3）も有する。外側半径２８（ｒ3）は、内側クラッド１４と外側クラッド１６（好ましい実施例が無添加シリカである）との交差部である。この場合において、交差点は、内側クラッド１４のプロファイルと水平軸２４の交差点として定義される。内側クラッド１４の外側半径２８は、外側クラッド１６の内側半径でもある。外側クラッド１６は、内側クラッド１４を囲繞しており、略０％の相対的な屈折率パーセント（ｎc）と略６２．５μｍの外側半径とを有する。
【００３９】
図３に示されるように、光導波ファイバ１０は、次に示す光学的性質を呈する。すなわち、波長１５６５ｎｍにおいて略２０．０μｍ2乃至略４５．０μｍ2の範囲にある（波長１５６５ｎｍにおいて略２０．０μｍ2乃至略３０．０μｍ2の範囲にあることがより好ましく、波長１５６５ｎｍにおいて略２０．０μｍ2乃至略２６．０μｍ2の範囲にあることが最も好ましい）有効面積と、波長１５５０ｎｍにおいて略４．８μｍ乃至略６．５μｍの範囲にある（波長１５５０ｎｍにおいて略５．０μｍ乃至略６．０μｍの範囲にあることがより好ましく、略５．２μｍ乃至略５．８μｍの範囲にあることが最も好ましい）モードフィールド径と、略９５０ｎｍ乃至略１５００ｎｍの範囲にある（略９８０ｎｍ乃至略１４８０ｎｍの範囲にあることがより好ましく、略１２５０ｎｍ乃至略１４００ｎｍの範囲にあることが最も好ましい）カットオフ波長と、が含まれる。更に、光導波ファイバ１０は、１５９０ｎｍの波長において略０ｆｓ／ｍ乃至略５ｆｓ／ｍの範囲にある（１５９０ｎｍの波長において略１ｆｓ／ｍ未満であることがより好ましい）偏波モード分散と、略２０ｄＢ／ｍ乃至３９ｄＢ／ｍの範囲にある（略２０ｄＢ／ｍ乃至３０ｄＢ／ｍの範囲にあることがより好ましく、略２１ｄＢ／ｍ乃至２９ｄＢ／ｍの範囲にあることが最も好ましい）ピーク吸収と、全波長における吸収に対して略０％乃至略５％の範囲にあることが好ましい（略０％乃至略３％の範囲にあることがより好ましく、略０％乃至略２．５％の範囲にあることが最も好ましい）全バックグラウンド損失と、を含む光学特性を呈する。ファイバ１０は、更に３２ｍｍの直径のコイルにおいて略０．０１ｄＢ／ｍ以下の曲げ損失を呈する。
【００４０】
光導波増幅ファイバ１０は、本発明によって製造され、図４に示す如き光ファイバ通信システム３０に使用できる。システム３０は矢印３４で示される方向に光導波伝送ファイバ３６を通して光信号を伝送するのに適した光送信機３２を含み、光導波伝送ファイバ３６が光送信機３２を有する光通信にある。システム３０は、光導波伝送ファイバ３６と光学信号３４を受信するのに適している光受信機３８とを有する光通信において光導波増幅ファイバ１０も含む。ファイバ１０は、箱の内でコイル形状または他のあらゆる形状あるいは公知の如き梱包でシステム３０内において使用できる。伝送システム３０は、光カプラ４２（例えば波長分割多重装置）を経てファイバ増幅器１０と光学的に接続されており、かつ矢印４４によって示されるポンピング光をファイバ増幅器１０に供給するのに適している光学ポンプ４０を更に含む。大部分のシステムにおいて、ファイバ１０と伝送ファイバ３６の端部の双方は、双方向信号伝送が可能であり、送信機３２および受信機３８は図示するだけのために示されている。
【００４１】
本発明の光導波ファイバ増幅器１０は非常に有効であり、それによって、充分な量の利得を提供するのに要求される増幅器ファイバの全長を減少させることができる。全長を減少させることによって、非線形性効果（例えば２チャンネル４光波混合および増幅器によって伝送信号に導入されるクロストーク）を減少させることが達成できて、更に関連する雑音指数を減らすこともできる。
【００４２】
特許請求の範囲によって規定される本発明の精神または範囲から逸脱することなく、本願明細書に記載されている本発明の好適な実施例に対してさまざまな変更を加えることができることは、当業者には明らかである。
【００４３】
また、上記した内容は、本発明の単なる例でありかつ特許請求の範囲に規定された本発明の性質及び特徴の概観と理解を提供することを企図したものであることは理解される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例の新規の光導波増幅ファイバの概略断面図である。
【図２】光導波増幅ファイバの導波路屈折率プロファイルのグラフである。
【図３】光導波増幅ファイバの好適な実施例の導波路屈折率プロファイルのグラフである。
【図４】本発明の光導波増幅ファイバを用いた光ファイバ通信システムの概略図である。
【図１】
2004537851.tif 000008
【図２】
2004537851.tif 000009
【図３】
2004537851.tif 000010
【図４】
2004537851.tif 000011
【国際公開パンフレット】
2004537851.tif 000012
2004537851.tif 000013
2004537851.tif 000014
2004537851.tif 000015
2004537851.tif 000016
2004537851.tif 000017
2004537851.tif 000018
2004537851.tif 000019
2004537851.tif 000020
2004537851.tif 000021
2004537851.tif 000022
2004537851.tif 000023
2004537851.tif 000024
2004537851.tif 000025
2004537851.tif 000026
2004537851.tif 000027
2004537851.tif 000028
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004537851.tif 000029
2004537851.tif 000030
【国際調査報告】
2004537851.tif 000031
2004537851.tif 000032