希土類ドープ新規ガラスの設計による広帯域波長多重通信用光ファイバ増幅器の開発

使用新型稀土掺杂玻璃设计开发用于宽带波分复用通信的光纤放大器

• 批准号: 13026217
• 负责人: 田部 勢津久
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13026217/
• 关键词: 希土類; 4f電子; ガラス; 光通信; 光ファイバ; 光増幅器; 蛍光; レーザ

平成13年度は、波長多重通信波長域で、高い発光効率が期待できる種々の酸化物ガラスを基本組成とし、希土類として波長1.55μm,1.45μmに発光を有するEr^<3+>,Tm^<3+>イオンをドープした試料を溶融法で作製した。純度99.99%以上の試薬(Sb_2O_3,SiO_2,Al_2O_3,TeO_2,ZnO, Na_2CO_3,Y_2O_3)を用いたバッチ組成を溶融することにより、ガラス試料を得、切削、鏡面研磨し、光学測定に供した。蛍光寿命は、Tm^<3+>:^3H_4準位あるいは、Er^<3+>:^4I_<11/2>準位を励起し、分光器により蛍光を分光し、InGaAsフォトダイオードとオッシロスコープにより検出した。得られた蛍光減衰曲線から寿命を求め、始準位の量子効率を算出した。ガラス組成と希土類濃度を系統的に変えて実験を行い、組成と量子効率の関係を明らかにした。また温度を変えて測定することにより、その温度依存性も明らかにした。Tm^<3+>ドープガラス試料も作成し、光物性を調べた。その蛍光スペクトルは、温度低下に伴い1.8μm帯ピークの半値幅は減少したが、1.4μm帯ではそれほど変化しなかった。また、50K以下で1.4μm帯ピークはいくつかに分裂した。さらにこの過程において、1.8μm帯発光に対する1.4μm帯発光強度比の増加、1.4μm帯発光の重心波長の長波長化がみられた。重心波長は300Kにおいて1465nmであったが、温度の低下ともに短波長シフトし、25Kでは1485nmまで変化した。これらの発光特性は、従来のフッ化物とEDFAとの中間空白領域で使用されるS-バンドの光ファイバ増幅器への応用可能性が示された。また、Tmドープフッ化物ファイバの光増幅特性評価システムを構築し、励起光波長と強度を変えて増幅利得スペクトルを測定した。

In 2013, the basic composition of acid compounds with high transmittance in wavelength and wavelength multiple communication wavelength range was prepared by melting method, and the wavelength was 1.55μ m and 1.45 μm. The samples (Sb_2O_3, SiO_2, Al_2O_3, TeO_2, ZnO, Na_2CO_3, Y_2O_3) with purity above 99.99% can be obtained by melting, cutting, mirror polishing and optical measurement. Optical lifetime: Tm^<3+>:^3H_4 level: Er^<3+>:^4I_<11/2> level: excitation, spectroscope: optical spectrum, InGaAs optical spectrum: optical spectrum. To calculate the quantum efficiency of the initial level, the lifetime of the optical attenuation curve is calculated. The relationship between composition and quantum efficiency The temperature dependence of the sample was investigated. Tm^<3+> The sample was prepared and its optical properties were adjusted. However, due to low temperatures, the half-value of the 1.8μm band PC decreases, and the 1.4μm band PC changes. Below 50K, 1.4μm band is split. In this process, the intensity ratio of 1.4 μ m band emission light increases, and the center of gravity wavelength of 1.4 μ m band emission light increases. Center of gravity wavelength from 300K to 1465nm, temperature drop to 1485nm The light emission characteristics of these compounds and EDFA in the middle of the blank area of the use of S-type optical amplifier to show the possibility of use To construct and measure the amplitude-increasing characteristics of excitation light

项目成果

田部 勢津久: "高密度波長分割多重通信と要素ガラスデバイス"ニューガラス. 16巻3号. 2-7 (2001)

Setsuhisa Tabe：“高密度波分复用通信和元素玻璃器件”New Glass，第 16 卷，第 3. 2-7 期（2001 年）。

Setsuhisa Tanabe: "Glass Science and Technology on the Threshold of the 3rd Millennium (ed. W. Pannhorst)"Deutschen Glastechnische Gesellschaft (Frankfurt). 232 (2001)

Setsuhisa Tanabe：“第三个千年门槛上的玻璃科学与技术（W. Pannhorst 编辑）”Deutschen Glastechnische Gesellschaft（法兰克福）。

Xian Feng: "Hydroxyl groups in erbium-doped germanotellurite glasses"Journal of Non-Crystalline Solids. 281巻. 48-54 (2001)

咸峰：“掺铒碲碲酸盐玻璃中的羟基”，非晶固体杂志，281. 48-54 (2001)。

Xian Feng: "Spectroscopic properties of erbium-doped ultraphosphate glasses for 1.5μm amplification"Journal of Applied Physics. 89巻7号. 3560-3567 (2001)

咸峰：“1.5μm 放大的掺铒超磷酸盐玻璃的光谱特性”应用物理杂志，第 89 卷，第 7 期，3560-3567（2001）。

Setsuhisa Tanabe: "Improved Fluorescence of Tm-Ho and Tm-Ho-Eu Codoped Transparent PbF_2 Glass Ceramics for S-Band Amplifier"Journal of American Ceramic Society. 85巻3号(印刷中). (2002)

Setsuhisa Tanabe：“用于 S 波段放大器的 Tm-Ho 和 Tm-Ho-Eu 共掺杂透明 PbF_2 玻璃陶瓷的改进荧光”，《美国陶瓷学会杂志》第 85 卷，第 3 期（出版中）。