< X ì Ä8 û Ò Å W _ ËW Ä; c" e ® o° Ë Ñ À W ¥ Bi Y 8 È ÷ m ÇP ¥P 8 ý Ä Z Ø° Ë Ñ] K ¡X ì Ä A 0V Ä

(1)

¿ R

< X ì Ä8 û Ò Å W _ ËW Ä; c" e ® o° Ë Ñ À W ¥ Bi Y 8 È ÷ m ÇP ¥P 8 ý Ä Z Ø° Ë Ñ] K ¡X ì Ä A 0V Ä

"

k* å ) o ^∗

ô

Ç² D G" é ¶ § 4 ½ ¨" é ¶ ª F g < Æl Õ ü t > hµ 1 ÏG ' p' , @ / 305-353 (2007¸ 3 Z 4 27{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

H& h ü @ % ò % i \ " f V , É r © @ /% i ; ¤` ¦ t ¦ µ 1 Ï F g H D h Ðî r 7 £ x; ¤ B | 9 Bi ' z ´o Ä » o

(BiSG)_ ì rF g < Æ& h : £ ¤$ í ` ¦ ¸ % i . µ 1 Ï F g _ [ jl H Al

2

O

3

\ ¦ í < Êô Ç Bi

2

O

3

_ $ í ì r q \ _ > r

9, BiSG ¢ - a ô Ç z ´o > _ Ä »o Ð ] j ¸÷ &l 0 AK " f H Bi

2

O

3

< Al

2

O

3

_ ¸| s $ í w n K ô Ç

. Bi

²

O

3

ü < Al

²

O

3

_ ¸$ í q \ ¦ 3:7 Ð # ] j ô Ç Ò re ¦` ¦ : x K " f Bi

²

O

3

_ $ í ì r q 7 £ x ½ + ÉÃ º2 ¤ + þ A F

g Û ¼& 7 à Ô! 3 _ x ß ¼ © s % ò ì r í ß © 1300 nm A á ¤ Ü ¼ Ð s 1 l x ÷ & ¦ + þ AF g Ã º" î É r 7 £ x t ë ß , + þ AF g Û ¼

&

7 à Ô! 3 _ ì ø Í; ¤ u × ¦ # Q[ þ t ¦ Ä » ¸~ ½ ÓØ ¦ é ß & h s t H כ ` ¦ S X % i . Bi ' z ´o Ä »o \ ¦

¦\ -t x 9 ¸ x 9 ¦¨ î ç H Ø ¦§ 4 ` ¦ t H Y Us $ \ 6 £ x6 x ½ + É Ã º e Ü ¼ 9, F g$ 3 Ä » 7 £ x; ¤ l _ ï# QB | 9 Ð 6

x # F g$ 3 Ä »_ % ò ì r í ß © @ /% i \ " f 7 £ x; ¤ l Ð_ Ö ¸6 x s 0 p x ½ + É כ Ü ¼ Ð l @ / ) a .

PACS numbers: 42.60.Da, 42.70.Ce. 42.70.Hj Keywords: 7 £ x; ¤ l , Ä »o , Y Us $ B | 9

I. " e Â ] Ø

z

´o Ä »o \ ¦ l ì ø ÍÜ ¼ Ð H 7 £ x; ¤ B | 9 É r ü @ \

"

f & h ü @ % ò % i \ s Ø Ô H F g# 3 0 Aô Ç © @ /% i \ " f È Òõ Ö

¦ s Ä ºÃ º ¦ ± ú É r q + þ A Ï ã J] X Ò ¦` ¦ . : £ ¤ y , \ P

&

h

Ø æ \ y © ¦ l > & h : £ ¤$ í s Ä ºÃ º Ù ¼ Ð ¦\ -t x 9

¸ ¢ ¸ H ¦¨ î ç H Ø ¦§ 4 ` ¦ כ ¹½ ¨ H ¦\ -t Y Us $ r [ O

_ 7 £ x; ¤ B | 9 Ð_ > hµ 1 Ï` ¦ 0 AK ´ ú § É r ½ ¨ s À Ò# Q t

¦ e [1]. © V , o 6 x ÷ & ¦ e H B ÐÀ Ó s : r s '

) a í ß % i (phosphate) > \ P _ 7 £ x; ¤ B | 9 É r \ P & h Ø æ

\

¦ ¦ì ø Í4 ¤Ò ¦ Y Us $ Ð_ > hµ 1 Ïs # Q 90 > Ð î ß

&

ñ ) a ¦\ -t Y Us $ _ 7 £ x; ¤ B | 9 Ð > 5 Å q 6 x l \ H

¸ | Ã Ðs e . Õ ª QÙ ¼ Ð ¦\ -t Y Us $ \ ¦ s 6 x # ' õ

A& ñ \ -t \ ¦ % 3 ` ¦ Ã º e H ' a$ í Ù þ Ö 6 x ½ + Ë (ICF)_ ½ ¨ & ³

`

¦ 0 AK " f H z ´o Ä »o \ ¦ l ì ø ÍÜ ¼ Ð H D h Ðî r 7 £ x; ¤ B

| 9 _ > hµ 1 Ïs 9 Ã º& h s ½ + É Ã º e [2,3].

Ä

»o \ ¦ s 6 x ô Ç Y Us $ µ 1 Ï F g s F g 7 £ x; ¤ \ @ /ô Ç ½ ¨

H 1990¸ @ /\ [ þ t # Qü <" f Ö ¸ µ 1 Ï > ' ÷ &% 3 H X <, B Ð À

Ó s : r (Nd

³⁺

, Er

³⁺

, Pr

³⁺

1 p x)` ¦ ' ô Ç Ä »o ¢ ¸ H

&

ñ \ " f & h ü @ µ 1 Ï F g s Ð ¦÷ & " fÂ Ò' Er ' z ´o Ä

»o Ð @ /³ ð÷ & H 7 £ x; ¤ B | 9 s ¦Ø ¦§ 4 Y Us $ ÷ r ë ß m

F g: x 1 p x _ ì r \ " f s 6 x ÷ & ¦ e . B ÐÀ Ó_ s : r

`

¦ ' ô Ç Ä »o \ " f_ & h ü @ µ 1 Ï F g É r B ÐÀ Ó s : r _ 4f

∗

E-mail: [email protected]

_ 4 ¤ ;s \ _ K " f + þ A$ í ÷ & H X <, 4f H ü @y

\ _ K 94 R e # Q µ 1 Ï F g` ¦ % 3 ` ¦ Ã º e H © @ /

%

i s a % v É r : £ ¤$ í ` ¦ . Õ ª QÙ ¼ Ð F g 7 £ x; ¤ \ 6 £ x6 x 9

H â Ä º\ H 7 £ x; ¤` ¦ ½ + É Ã º e H © @ /% i s a % v 4 R µ 1 Ï

0 p x ô Ç © # 3 0 A ] jô Ç÷ &> ) a . t F K t _ ½ ¨

7 Hë H[ þ t \ Ø Ô , 7 £ x; ¤ s 0 p x ô Ç © @ /% i s ô Ç& ñ ) a

¦ H × æ @ /ô Ç & h ` ¦ Ð ¢ - a l 0 A # | ¾ Ó (20 mol%

s

© )_ Bi

²

O

3

\ ¦ í < Êr v , Er_ 0 l x ¸\ ¦ 7 £ x r v

H ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð @ /% i ; ¤` ¦ 80 nm s © t V , > ë ß × ¼ H X < $ í /

B

N % i [4]. ¢ ¸ô Ç, B ÐÀ Ó s : r s Cr ¢ ¸ H Ni 1 p x _

× æF K5 Å q " é ¶ è\ ¦ ' # > hµ 1 Ï ) a 7 £ x; ¤ B | 9 ÐÂ Ò' @ /

% i

; ¤` ¦ V , n = Ã º e 6 £ §` ¦ r % i [5,6].

ô

Ç¼ # , Er ' z ´o Ä »o ü < ° ú É r 7 £ x; ¤ B | 9 _ F g: x

6 £ x6 x \ e # Q" f F g$ 3 Ä »_ ï# Q B | 9 Ð 6 x ÷ & H â Ä

º { 9 ì ø Í& h s . F g & ñ Ð: x \ e # Q" f F g 5 Å x` ¦ 0 A K

6 x ÷ & H F g$ 3 Ä » H 5 Å x o © @ /% i ` ¦ ¦ 9 # é

ß { 9 ¸× ¼ F g$ 3 Ä » Å Ò Ð 6 x ÷ & ¦ e H X <, ñ F g Ü ¼ Ð

6 x ÷ & ¦ e H @ /³ ð& h © @ /% i É r 1300 nm ü < 1550 nm © @ /% i s . 1300 nm © @ /% i É r { 9 ì ø Í F g$ 3 Ä » _

% ò ì r í ß ` ¦ ? / H © s l M :ë H \ 5 Å x { 9 Õ ª Qf s

& h # Q F g: x s 0 p x ¦ 1550 nm © @ /% i É r < Hz ´ s

& h H © & h s e l H t ë ß F g 5 Å x \ e # Q" f ì r í

ß ` ¦ Ð © ô Ç : £ ¤ Ã º F g$ 3 Ä »\ ¦ s 6 x H כ Ü ¼ Ð =/ B G` ¦ y

è r v H X < ¦q 6 x s H . Õ ª QÙ ¼ Ð F g @ /% i F g: x ` ¦ 0

AK " f H 1550 nm © @ /% i _ Er ' F g$ 3 Ä » 7 £ x; ¤ l

-538-

(2)

(Er-doped fiber amplifiers; EDFA) s ü @\ 1300 nm

© @ /% i \ " f F g 7 £ x; ¤ s 0 p x ô Ç D h Ðî r 7 £ x; ¤ B | 9 _ > hµ 1 Ï s

9 כ ¹ . s \ ¦ 0 A # Pr` ¦ ' ô Ç Ô ¦ oÓ ü t > _ F g$ 3 Ä

» 7 £ x; ¤ l (Pr-doped fluoride fiber amplifiers; PDFFA)

> hµ 1 Ï÷ &# Q z ´6 x o é ß > \ e t ë ß z ´o F g$ 3 Ä »ü <_ Ö

6 x Ã Ì ] X 5 Å q _ ë H ] j e ¦ ] j é ß q H õ ] j

e

[7]. ¢ ¸ô Ç, Nd ' F g$ 3 Ä » 7 £ x; ¤ l (Nd-doped fiber amplifier; NDFA) _ â Ä º\ H 1300 nm © @ /% i \ " f ESA (Excited State Absorption:# l © I f ¨ Ã º)_ % ò ¾ Ó s

& " f 7 £ x; ¤ ´ òÖ ¦ s å Ôl M :ë H \ D h Ðî r 7 £ x; ¤ B | 9 _

>

hµ 1 Ïs כ ¹½ ¨ ) a .

: r ½ ¨ H s Qô Ç ë H ] j& h [ þ t` ¦ F G4 ¤ ¦ 1300 nm ©

@

/% i \ " f ¦´ òÖ ¦ _ F g 7 £ x; ¤ s 0 p x ô Ç Bi ' z ´o Ä » o

(Bi-doped silica glass; BiSG)\ @ /ô Ç z ´+ « >& h õ \ ¦

Ð ¦ô Ç . BiSG\ @ /ô Ç íl ½ ¨ H z ´o Ä »o \ ] j` ¦

s à Ô (Zeolite)\ ¦ ç H{ 9 > ì r í ß r & ] j` ¦ s à Ô_ é ß 0

A ! s q ? /_ × æ © \ Bi ß ¼ QÛ ¼' o ÷ & ¸2 ¤ ¸i ç r כ s

% 3 H X < f ¨ Ã º@ /% i _ © s 500 nmü < 700 nm\ ë ß > r F

% i [8]. þ j H, ' ½ ¨\ ¦ l í Ð # ¸$ í x 9 ] j Z O

` ¦ é ß í H or & s _ õ \ " f H Ðs t · ú § ¤~ 800 nm © @ /% i _ f ¨ Ã º ½ × ¼\ ¦ µ 1 Ï| % i ¦, 800 nm ©

@

/_ # l F g " é ¶ Ü ¼ ÐÂ Ò' ;s © s 1250 nm H& h ü @

% ò % i \ " f V , É r ½ × ¼ ; ¤ _ µ 1 Ï F g : £ ¤$ í ` ¦ t H D h Ðî r 7

£

x; ¤ B | 9 ` ¦ > hµ 1 Ï > ÷ &% 3 [9,10].

: r 7 Hë H \ " f H Y Us $ B | 9 x 9 F g$ 3 Ä » ï# QF « Ñ Ð_

>

hµ 1 Ï` ¦ 0 AK BiSG_ D ¥ ½ + Ë ¸$ í ` ¦ or v " f ] j ÷ &

H B | 9 ? /\ " f Ä »o o + þ A$ í ÷ & H ¸$ í q \ ¦ ¸ ¦, Bi ü < Al_ ¸$ í q \ ¦ 3:7 Ð { 9 & ñ > # " f Ð É r 4 > h _

Ò re ¦` ¦ ] j ô Ç + ' ì rF g < Æ& h : £ ¤$ í ` ¦ ì r$ 3 ô Ç .

II. ÷ m Ç] M ö õ m Í + s ÇÊ Ý

BiSG _ ] j ¸ ~ ½ ÓZ O É r { 9 ì ø Í Ä »o \ ¦ ] j H ~ ½ ÓZ O õ Ä »

l M :ë H \ 1800

^◦

C t : r ¸\ ¦ 7 £ x ¦ Ä »t r ~ ´ Ã

º e H l Ðë ß e Ü ¼ z ´+ « >z ´\ " f ¾ º½ ¨ ] j s 0

p

x . : £ ¤ y , BiSG` ¦ s À Ò H Å Ò$ í ì r s 1 l q$ í ` ¦ t m t · ú §

É

r í ß oq Û ¼Á ºà Ô (Bi

²

O

3

; 99.9 %), í ß o· ú À Òp ³ o u (Al

2

O

3

; 99.99 %) Õ ªo ¦ z ´o (SiO

2

; 99.8 %) _ [ jt í ß o Ó

ü

t s H כ s © & h s l ¸ . $ , $ í ì r q \ É r Ä

»o o õ & ñ ` ¦ · ú Ðl 0 A # | ¾ Ó_ Ò re ¦` ¦ ] j

% i

H X <, y í ß oÓ ü t _ ¸$ í q (mol%)\ ¦ xBi

2

O

₃

-yAl

₂

O

₃

- (100-x-y)SiO

2

Ð # Bi

²

O

3

ü < Al

²

O

3

_ mol%\ ¦ x < y Ð Ä

»t r v " f y y 0.1 ∼ 10.0 mol%, 2.0 ∼ 20.0 mol% Ð

or & ] j % i . r « Ñ_ ] j ¸ õ & ñ ` ¦ ç ß é ß y [ O " î

Fig. 1. The composition diagram of bismuth-doped silica glass (BiSG). Upper direction via solid line is glass state.

Table 1. The compositions of each samples.

Sample Bi

2

O

3

[mol %] Al

2

O

3

[mol %] SiO

2

[mol %]

A 0.3 2.2 97.5

B 1.5 3.5 95

C 3 7 90

D 6 14 80

6 £ § õ ° ú . $ , Bi

²

O

3

, Al

2

O

3

, SiO

2

_ y í ß o Ó

ü

t r « Ñ\ ¦ " é ¶ H mol% ÷ & ¸2 ¤ ô Ç + ' Ä »µ 1 Ï` ¦ 6 x

#

ì r W D ¥ ½ + Ëô Ç . # l \ " f H Ä »o o õ & ñ ` ¦ · ú Ðl 0

Aô Ç z ´+ « >s Ù ¼ Ð y r « Ñ_ | 9 | ¾ Ós 2 gs ÷ & ¸2 ¤ % i .

]

j ) a r « Ñ\ ¦ · ú À Òp ¸m \ V , # Q l Ð ? /Â Ò : r

¸ 1750

^◦

C \ " f 1r ç ß 1 l x î ß Ä »t r Ê ê " fÍ tr & ß ¼l

{ 9 & ñ ô Ç BiSG Z O ß ¼ Ò re ¦` ¦ ] j % i . # l " f, ] j

)

a Ò re ¦ _ Ò o¾ ú É r Ô É r ° ú Ò o` ¦ .

Fig. 1 É r Bi\ ¦ ' ô Ç z ´o Ä »o _ ¸$ í ¸\ ¦

· p . Fig. 1\ " f% ! 3 Ä »o o ¢ - a y s À Ò# Qt H r « Ñ

\

" f Bi

²

O

3

ü < Al

2

O

3

_ mol% x < y õ \ ¦ % 3 ` ¦ Ã º e

H X < y + þ A_ _ 0 AA á ¤ ] X ì ø Í\ K { © ) a . 7 £ ¤, x < y

â Ä º\ ë ß ¢ - a ô Ç Ä »o © I Ð ô Ç H כ ` ¦ · ú Ã º e

. { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð SiO

²

80 %s â Ä º\ H z ´o > Ä

»o _ : £ ¤$ í s < H © ÷ &Ù ¼ Ð SiO

2

_ mol%\ ¦ 80 % s © Ü ¼

Ð ¦, x < y Ð Ä »t ô Ç " é ¶ H Ä »o r « Ñ\ ¦ ] j

½

+ É Ã º e . Fig. 1õ ° ú s BiSG_ ì rF g < Æ& h : £ ¤$ í ` ¦ ì r

$

3 l 0 A # 4> h_ Ò re ¦` ¦ ] j % i . s M :, Bi

2

O

₃

ü <

Al

2

O

3

_ mol%\ ¦ 3:7 Ð { 9 & ñ > % i ¦, l Ð ? /Â Ò : r

¸ 1750

^◦

C \ " f 30 r ç ß Ä »t r & ë ß [ þ t # Q Ò re ¦[ þ t _

¸$ í q \ ¦ Table 1 \ ? /% 3 .

y

Ò re ¦ _ È Òõ Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 A # ì rF g l

(SS-25; JASCO Corporation)\ ¦ 6 x % i ¦, Aü < C Ò r

(3)

Fig. 2. Transmittance spectra of A:0.3Bi

2

O

3

-2.2Al

2

O

3

- 97.5SiO

2

, and C:3Bi

2

O

3

-7Al

2

O

3

-90SiO

2

(in mol %).

There are three main absorption bands at 500 nm (a), 700 nm (b), and 800 nm (c).

e

¦ \ @ /ô Ç 8 £ ¤& ñ õ \ ¦ Fig. 2 \ ? /% 3 . Ò re ¦ \ " f _

Fresnel < Hz ´s í < Ê ) a 200 ∼ 2000 nm © @ /% i \

"

f È Òõ Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç õ , ¿ º > h_ y © ô Ç f ¨ Ã º ½ × ¼

500 nmü < 700 nm \ e % 3 Ü ¼ 9 ô Ç f ¨ Ã º ½ × ¼ 800 nm \ e 6 £ §` ¦ · ú Ã º e % 3 ¦ 1000 ∼ 1200 nm © \ " f f

¨ Ã º ¢ ¸ H Rayleigh í ß ê ø Ís p [ j > è ß . t ë ß

% ò

ì r í ß © 1300 nm` ¦ í < Êô Ç s Ê ê_ © \ " f H 8 s

© _ f ¨ Ã º ½ × ¼ > r F t · ú § ¤ .

A Ò re ¦ _ â Ä º, Ò re ¦ ? /Â Ò\ © { © ô Ç ª _ / B N l · ú Ì q ts [

þ

t s # y z e # Q È Òõ Ö ¦ \ % ò ¾ Ó` ¦ z u H כ Ü ¼ Ð S X

÷ &% 3 H X <, Fig. 2 ÐÂ Ò' · ú Ã º e 1 p w s 30 % & ñ ¸

Ð ± ú > z ¤ . ¢ ¸ô Ç, ³ ð ì ø Í _ % ò ¾ ÓÜ ¼ Ð 1300 nm

© @ /% i \ " f l f ¨ Ã º \ O H כ Ü ¼ Ð Ð . r « Ñ_

© I \ ¦ S X l 0 A # X r] X z ´+ « >` ¦ ' % i H X <, A Ò re ¦ _ ? /Â Ò H q & ñ | 9 © I כ Ü ¼ Ð S X ÷ &% 3 . Õ ª

Q C Ò re ¦ _ â Ä º\ H 1100 ∼ 2000 nm © @ /% i \

"

f 80 % s © _ È Òõ Ö ¦` ¦ Ðs Ù ¼ Ð H& h ü @ % ò % i \ " f _

f ¨ Ã º _ { 9 # Q t · ú §6 £ §` ¦ · ú Ã º e % 3 . y Ò re ¦ _

+ þ AF g Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ 150 Watt _ Xe Ï þ á Ô\ ¦ # l F g " é ¶ Ü ¼

Ð 6 x H SS-25 ì rF g l \ ¦ 6 x # 8 £ ¤& ñ % i . Fig.

3 \ q & ñ | 9 © I A Ò re ¦` ¦ ] jü @ô Ç B, C, D Ò re ¦ _ 8 £ ¤

&

ñ õ \ ¦ ? /% 3 . 8 £ ¤& ñ ) a õ H # l F g _ © ` ¦ 800 nm Ð ¦& ñ r v ¦ 1250 nm © @ /% i \ " f ' ¿ º

© s Ðs ¸2 ¤ % i . 8 £ ¤& ñ õ y Ò re ¦ _ + þ AF g Û ¼& 7 à Ô

! 3

É r 1250 nm © H % \ " f ' ¿ ºu \ ¦ t ¦ 300 nm

&

ñ ¸_ V , É r ì ø Í; ¤ u (FWHM)` ¦ H& h ü @ ~ ½ ÓØ ¦ s { 9

# Qz ` ¦ S X ½ + É Ã º e % 3 . y Ò re ¦ \ @ /ô Ç + þ AF g Û ¼& 7 à

Ô! 3 _ ì r$ 3 õ H Table 2 \ [ jy ? /% 3 .

BiSG \ " f H& h ü @ µ 1 Ï F g s s À Ò# Qt H B j& m 7 £ § É r f

& ñ S X > µ 1 ß) t t H · ú § ¤t ë ß , : r ½ ¨ Õ ªÒ ¨ \ " f H

Bi s : r s & h ü @ µ 1 Ï F g _ H" é ¶ s 9 Al s : r õ _ © ñ 6

x Ü ¼ Ð # % 3 # Qt H õ ¦ Ò q ty ¦ e . Bi

'

) a Ä »o ü < & ñ \ @ /ô Ç s _ ½ ¨ õ \ " f H & h ü

@ ¢ ¸ H r F g % ò % i \ " f µ 1 Ï F g & ³ © ` ¦ µ 1 Ï³ ð % i H X <,

H" é ¶ s ÷ & H µ 1 Ï F g _ כ ¹ è\ ¦ Bi

³⁺

¦ % i [11,12]. t

ë ß Ä ºo > hµ 1 Ïô Ç D h Ðî r B | 9 \ " f H r F g % ò % i \

"

f_ µ 1 Ï F g s > r F t · ú § ¤Ü ¼ 9, Al

²

O

3

< ÊÄ »÷ &t · ú §

É

r r « Ñ\ " f H µ 1 Ï F g s Ðs t · ú § ¤l M :ë H \ Ä ºo H D h

Ðî r µ 1 Ï F g _ H" é ¶` ¦ Bi

⁺⁵

\ " f ¹ 1 ÔÜ ¼ 9 ¦ ¸§ 4 % i . Õ ª s

Ä » H Bi

⁺⁵

Al s : r õ C 0 AÃ º 6Ü ¼ Ð ° ú l M :ë H s % 3

H X <,

²⁷

Al NMR 8 £ ¤& ñ z ´+ « >` ¦ : x K Õ ª õ \ ¦ S X % i

[13]. # l F g _ © ` ¦ 800 nm Ð # y Ò re ¦ \ K {

© H ;s © \ " f + þ AF g Ã º" î ` ¦ 8 £ ¤& ñ % i . Fig. 4ü <

° ú

s © : r \ " f 8 £ ¤& ñ ô Ç BiSG_ H& h ü @ µ 1 Ï F g \ @ /ô Ç y

W / B G É r 1 t Ã º y W/ B G _ + þ AI Ð { 9 u ¦ e .

>

í ß õ , Ò re ¦ \ ç ß _ s H e t ë ß + þ AF g Ã º" î

É

r 350 µs כ Ü ¼ Ð z ¤ .

+ þ

AF g Ã º" î õ 8Ô ¦ # Q Y Us $ µ 1 Ï : £ ¤$ í ` ¦ ì r$ 3 , ¨ î

H X < × æ כ ¹ô Ç Ã º_ Ä » ¸~ ½ ÓØ ¦ é ß & h ` ¦ > í ß % i

. { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð, Ä » ¸~ ½ ÓØ ¦ é ß & h s ß ¼ B | 9 ? /\ " f Ä »

¸~ ½ ÓØ ¦ s { 9 # Q l / '0 > Y Us $ \ -t \ ¦ % 3 l / '0 >

t

t ë ß , -Á º ß ¼ B | 9 × æ \ \ -t \ ¦ » ¡ ¤& h H כ s # Q

90 >t > ) a . Õ ª QÙ ¼ Ð Y Us $ B | 9 ` ¦ > hµ 1 Ï < Ê\ e # Q

"

f ' B | 9 _ $ í ì r` ¦ ¸] X # & h ] X ô Ç Ä » ¸~ ½ ÓØ ¦ é ß

&

h

` ¦ % 3 H כ s × æ כ ¹ . s ° ú כ É r ~ ½ ÓØ ¦ Û ¼& 7 à Ô! 3 _ ' Í

P : H \ " f_ F¨ uchtbauer-Ladenburg ~ ½ Ó& ñ d Ü ¼ Ð Â

Ò' > í ß ½ + É Ã º e H X <, # l \ " f BiSG_ µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô

! 3

+ þ A © ` ¦ Ä ºÛ ¼ + þ AI _ ~ ½ ÓØ ¦ ½ × ¼ Ð ¦ 9 d (1)õ

° ú

s j þ t Ã º e [14].

σ

em

= λ

⁴

8πn

²

c · ∆λ

1 τ

_rad

g(λ) (1)

#

l \ " f λ H ;s © , g(λ) H ½ © o ) a ~ ½ ÓØ ¦ + þ A

© < ÊÃ º, n É r ;s © \ e # Q" f_ B | 9 \ @ /ô Ç Ï ã J] X Ò ¦, c H F g5 Å q ¸, ∆λ H µ 1 Ï F g Û ¼& 7 à Ô! 3 _ ì ø Í; ¤ u (FWHM)s 9, τ

rad

H + þ AF g Ã º" î ` ¦ y y · p . Fig. 3\ " f Ð כ õ

° ú s © s 800 nm # l F g Ü ¼ ÐÂ Ò' 8 £ ¤& ñ ) a BiSG

\

@ /ô Ç + þ AF g Û ¼& 7 à Ô! 3 É r Ä ºÛ ¼ + þ AI \ ¸ ú ´ ú H . > í ß

õ , Ò re ¦ B _ Ä » ¸~ ½ ÓØ ¦ é ß & h É r 1.27 × 10

⁻²⁰

cm

²

s

%

3 ¦, Ò re ¦ C ü < D H 1.19 × 10

⁻²⁰

cm

²

, 1.17 × 10

⁻²⁰

cm

²

Ð y y > í ß ÷ &% 3 . Table 2\ y y _ Ò re ¦ \ @ /ô Ç µ 1 Ï F

g x 9 ì rF g < Æ& h : £ ¤$ í ` ¦ & ñ o % i .

#

l \ " f Ä » ¸~ ½ ÓØ ¦ é ß & h õ + þ AF g Ã º" î _ Y L σ

em

τ

rad

H F

g 7 £ x; ¤ õ Y Us $ B | 9 _ : £ ¤$ í ` ¦ ? / H × æ כ ¹ô Ç

(4)

Table 2. Properties of Gaussian peaks B, C and D in fluorescence spectra shown in Fig. 3.

Properties B C D

λ (nm) 1230 1235 1249

∆λ (FWHM) (nm) 321 306 284

n 1.5161 1.5160 1.5159

τ

rad

(µs) 344 346 352

σ

em

(cm

²

) 1.27 × 10

⁻²⁰

1.19 × 10

⁻²⁰

1.17 × 10

⁻²⁰

σ

em

τ

rad

(cm

²

s) 4.37 × 10

⁻²⁴

4.12 × 10

⁻²⁴

4.11 × 10

⁻²⁴

Fig. 3. Fluorescence spectra of B:1.5Bi

₂

O

₃

-3.5Al

₂

O

₃

- 95SiO

2

, C:3Bi

2

O

3

-7Al

2

O

3

-90SiO

2

, and D:6Bi

2

O

3

- 14Al

2

O

3

-80SiO

2

(in mol %) when excited at 800 nm.

Ã

º Ð s 6 x ÷ & H X <, Y Us $ B | 9 _ 7 £ x; ¤ s 1 p q \ H q Y V

¦ Y Us $ µ 1 Ï _ ë H) 3 u \ H ì ø Íq Y Vô Ç . Table 1\

"

f Ð כ õ ° ú s H& h ü @ % ò % i \ " f µ 1 Ï F g H BiSG

H σ

em

τ

rad

≥ 4.11 × 10

⁻²⁴

cm

²

s s Ù ¼ Ð, 1.4 × 10

⁻²⁴

cm

²

s Ti

³⁺

:sapphire [15] ü < Cr ' foresterite (2.85 × 10

⁻²⁴

cm

²

s ) [5, 8] Õ ªo ¦ Ni ' Ä »o [ j b [6, 16]

(3.7 × 10

⁻²⁴

cm

²

s ) Ð ¸ ß ¼ H כ ` ¦ · ú Ã º e . Õ ª

QÙ ¼ Ð BiSG H 7 £ x; ¤ s 1 p q s Ä ºÃ º # Y Us $ B | 9 Ð 6

x| ¨ c Ã º e ` ¦ ÷ r ë ß m F g @ /% i : x ` ¦ l ì ø ÍÜ ¼ Ð H F

g$ 3 Ä » ï# QB | 9 \ _ & h 6 x s 0 p x [10,17,18].

III. ºÂ ] Ø õ m Í + s Ç Â ] Ø

BiSG H F g < Æ& h Ü ¼ Ð : £ ¤$ í s Ä ºÃ ºô Ç D h Ðî r F g 7 £ x; ¤ B

| 9

s 9, B ÐÀ Ó " é ¶ è\ ¦ ' H l > r _ F g$ 3 Ä » 7 £ x; ¤ l _

B | 9 õ H ) É r D h Ðî r + þ AI _ ] j : £ ¤$ í ` ¦ t

Ä »o ] j õ & ñ õ 1 l x{ 9 > ] j ½ + É Ã º e Ü ¼Ù ¼ Ð $

Ü ¼ Ð ¸ 7 £ x; ¤ : £ ¤$ í s Ä ºÃ ºô Ç F g$ 3 Ä » 7 £ x; ¤ l Ð_ > hµ 1 Ï

Fig. 4. Decay curves of near-infrared emission at 1250 nm from bismuth-doped silica glass under 800 nm excitation at room temperature.

s

0 p x 9, ¦\ -t Y Us $ 6 £ x6 x ì r \ ¸ ´ ú § É r l #

\

¦ ½ + É Ã º e ` ¦ כ Ü ¼ Ð Ò q ty ) a . Y Us $ 6 £ x6 x ì r \ e

#

$ Ð_ > hµ 1 Ïs 0 p x ½ + É כ s . Õ ªo ¦ V , É r r F g % ò

%

i _ f ¨ Ã º µ 1 ÏÒ q t Ù ¼ Ð e ¦ A r Ï þ á Ô ì ø Í ¸^ Y Us $ _

#

l B | 9 Ð_ > hµ 1 Ïõ V , É r + þ AF g Û ¼& 7 à Ô! 3 s + þ A$ í ÷ &# Q Ti:sapphire ü < ° ú É r F G íé ß ` O Û ¼_ 6 £ x6 x \ ¸ & h 6 x s 0

p

x ½ + É כ s .

\ ¦ ½ ¨$ í H כ s 0 p x . ' Í P : s Ä » H z ´o \ ¦ l

: r B | 9 Ð 6 x ô Ç H & h X <, s כ É r F g: x r Û ¼% 7

\

" f 6 x ÷ & ¦ e H l > r _ z ´o F g$ 3 Ä »ü < ~ 1 > Ö 6 x Ã Ì ] X

5 Å q s 0 p x # ] X 5 Å q < Hz ´` ¦ × ¦{ 9 Ã º e 6 £ §` ¦ _ p ô Ç .

¿

300 nm\ s Ø Ô H ½ × ¼; ¤` ¦ t ¦ e # Q" f EDFA Ð

(5)

e

H Y Us $ s ¸× ¼ (LD)\ ¦ # l F g " é ¶ Ü ¼ Ð 6 x ½ + É Ã º e

H & h s . W 1 P : H ª ´ òÖ ¦ s 60 ∼ 70 %\ s Ø

Ôl M :ë H \ BiSG\ ¦ s 6 x # F g$ 3 Ä » 7 £ x; ¤ l \ ¦ ] j ô Ç

ë ß F g$ 3 Ä » 7 £ x; ¤ l Ð ´ òõ & h õ \ ¦ % 3 ` ¦ Ã º e

H כ ` ¦ _ p ô Ç [19].

: r 7 Hë H \ " f H H& h ü @ \ " f µ 1 Ï F g H D h Ðî r 7 £ x; ¤ B

| 9

BiSG_ ì rF g < Æ& h : £ ¤$ í ` ¦ ì r$ 3 % i . BiSG ¢ - a ô

Ç z ´o > _ Ä »o Ð ] j ¸÷ &l 0 Aô Ç ¸$ í q (mol%)_

¸| s Bi

²

O

3

< Al

2

O

3

כ õ SiO

²

# Q ô Ç H כ ` ¦ µ 1 ß+ À I . Bi

2

O

₃

ü < Al

2

O

₃

_ ¸$ í q \ ¦ 3:7 Ð # ] j ô Ç 4> h_ Ò re ¦` ¦ : x K " f Bi

²

O

3

_ mol%

7 £

x ½ + ÉÃ º2 ¤ + þ AF g Û ¼& 7 à Ô! 3 _ ' ¿ º © s % ò ì r í ß © 1300 nm A á ¤ Ü ¼ Ð s 1 l x ÷ & ¦ + þ AF g Ã º" î É r 7 £ x t ë ß + þ AF g Û

¼& 7 à Ô! 3 _ ì ø Í; ¤ u × ¦ # Q[ þ t ¦ Ä » ¸~ ½ ÓØ ¦ é ß & h s t

H כ ` ¦ S X % i . ½ ¨ õ \ ¦ : x K " f BiSG H B

ÐÀ Ó " é ¶ è\ ¦ ' ô Ç H& h ü @ % ò % i \ " f_ Y Us $ B | 9

\

@ /6 £ x ÷ & H \ P & h : £ ¤$ í s Ä ºÃ ºô Ç z ´o > _ D h Ðî r 7 £ x

;

`

¦ · ú Ã º e Ü ¼ 9, Y Us $ B | 9 ÷ r ë ß m F g$ 3 Ä » 7 £ x; ¤ l

1300 nm @ /% i \ " f 7 £ x; ¤ l Ð_ > hµ 1 Ïs 0 p x H כ

`

¦ [ O " î % i .

P

c p 8 ý ò k >

t · ú § ¤~ { 9 : r ¸ @ / < Æ, Y Us $ \ -t < Æ ½ ¨ G ' p '

_ Yasushi Fujimotoü < Masahiro Nakatsuka\ > y _

6 £ §` ¦ ½ + Ëm .

Y

c p w Ã U Ø ô

[1] Y. Fujimoto, K. Murata and M. Nakatsuka, Fusion Eng. Des. 44, 431 (1999).

[2] J. Eggleston, T. Kane, K. Kuhn, J. Unternahrer and R. Byer, B. Hitz, IEEE J. Quantum Electron. 20, 289 (1984).

[3] T. Kane, J. Eggleston and R. Byer, IEEE J. Quan- tum Electron. 21, 1195 (1985).

[4] H. Sotobayashi, J. T. Gopinath and E. P. Ippen, Electron. Lett. 39, 1374 (2003).

[5] T. Suzuki and Y. Ohishi, Appl. Phys. Lett. 84, 3804 (2004).

[6] S. Tanabe and X. Feng, Appl. Phys. Lett. 77, 818 (2000).

[7] T. J. Whitley, J. Lightwave Technol. 13, 744 (1995).

[8] K. Murata, Y. Fujimoto, T. Kanabe, H. Fujita and M. Nakatsuka, Fusion Eng. Des. 44, 437 (1999).

[9] Y. Fujimoto and M. Nakatsuka, Jpn. J. Appl. Phys.

40, L279 (2001).

[10] Y. Fujimoto and M. Nakatsuka, Appl. Phys. Lett.

82, 3325 (2003).

[11] S. Parke and R. S. Webb, J. Phys. Chem. Solids 34, 85 (1973).

[12] M. J. Weber and R. R. Monchamp, J. Appl. Phys.

44, 5495 (1973).

[13] Y. Fujimoto and M. Nakatsuka, J. Non-Cryst. Solids 352, 2254 (2006).

[14] A. A. Kaminskii, Laser Crystals (Springer-Verlag, Berlin, 1981), Chap. 2.

[15] P. F. Moulton, Laser Focus, 19, 83 (1983).

[16] T. Suzuki, G. S. Murugan and Y. Ohishi, Appl.

Phys. Lett. 86, 131903 (2005).

[17] Y.-S. Seo, Y. Fujimoto and M. Nakatsuka, IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 1901 (2006).

[18] Y.-S. Seo, Y. Fujimoto and M. Nakatsuka, Opt.

Commun. 266, 169 (2006).

[19] Y. Fujimoto, H. Matsubara and M. Nakatsuka,

CLEO/Pacific Rim 2001 (Chiba, Japan, 2001).

(6)

Spectroscopic Analysis of Bi-doped Silica Glass for Near-infrared Emission

Young-Seok Seo

^∗

Korea Atomic Energy Research Institute, Daejeon 305-353 (Received 27 March 2007)

A bismuth-doped silica glass (BiSG) with broadband near-infrared emission was investigated as a new amplifying medium by using spectroscopic analysis. The emission intensity depended on the composition ratio of Bi

2

O

3

to Al

2

O

3

. Moreover, the condition Bi

2

O

3

< Al

2

O

3

should be satisfied for BiSG to be fabricated into a complete silicate glass. A sample produced with a composition ratio of Bi

2

O

3

to Al

2

O

3

of 3:7 was tested. The results show that increasing the Bi

2

O

3

content moved the fluorescence peak closer to the zero dispersion wavelength of 1300 nm, thereby lengthening the fluorescence lifetime while decreasing the fluorescence full width at half maximum (FWHM) and the emission cross section. This new gain medium is expected to be useful for applications in high-energy-density and high-average-power lasers. In addition, it is a promising candidate for use as the core-fiber material of an optical amplifier at the natural zero-dispersion wavelength of a silica fiber.

PACS numbers: 42.60.Da, 42.70.Ce. 42.70.Hj Keywords: Amplifiers, Glasses, Laser materials

∗

< X ì Ä8 û Ò Å W _ ËW Ä; c" e ® o° Ë Ñ À W ¥ Bi Y 8 È ÷ m ÇP  ¥P 8 ý Ä Z Ø° Ë Ñ] K ¡X ì Ä A 0V Ä

¿ R

< X ì Ä8 û Ò Å W _ ËW Ä; c" e ®  o° Ë Ñ À W ¥ Bi Y 8 È ÷ m ÇP    ¥P 8 ý Ä Z Ø° Ë Ñ] K ¡X ì Ä A 0V Ä

"

k* å ) o  ∗

ô

 Ç² D G" é ¶  § 4   ½ ¨" é ¶  ª   F g  < Æl Õ ü t > hµ 1 ÏG ' p' , @ /  305-353 (2007¸  3 Z 4 27{ 9  ~ Ã Î6 £ §)



 H& h ü @  % ò % i \ " f V ,  É r  ©  @ /% i ;  ¤`  ¦ t  ¦ µ 1 Ï F g   H D h Ðî  r 7 £ x;  ¤ B | 9   Bi '   z ´o   Ä » o

 (BiSG)_  ì  rF g  < Æ& h : £ ¤$ í `  ¦  ¸  % i  . µ 1 Ï F g _  [ jl   H Al

O

\  ¦  í < Êô  Ç Bi

O

_  $ í ì  r q \  _  > r

 9, BiSG ¢ - a  ô  Ç z ´o   > _  Ä »o  Ð ] j ¸÷ &l  0 AK " f  H Bi

O

< Al

O

_   ¸| s  $ í w n K   ô  Ç

. Bi

O

ü < Al

O

_   ¸$ í q \  ¦ 3:7  Ð #  ] j  ô  Ç Ò  re  ¦`  ¦ :  x K " f Bi

O

_  $ í ì  r q  7 £ x ½ + ÉÃ º2  ¤ + þ A F

g Û ¼& 7 à Ô! 3 _  x ß ¼  © s  % ò ì  r í ß   ©   1300 nm A á ¤ Ü ¼ Ð s 1 l x ÷ & ¦ + þ AF g Ã º" î  É r 7 £ x  t ë ß , + þ AF g Û ¼

&

7 à Ô! 3 _  ì ø Í;  ¤ u  ×  ¦ # Q[ þ t  ¦ Ä » ¸~ ½ ÓØ  ¦ é ß   & h s     t   H  כ `  ¦ S X    % i  . Bi '   z ´o   Ä »o \  ¦



¦\  -t  x 9  ¸ x 9  ¦¨ î ç  H Ø  ¦§ 4 `  ¦ t   H Y Us $ \  6 £ x6 x ½ + É Ã º e  Ü ¼ 9, F g$ 3 Ä » 7 £ x;  ¤ l _   ï# QB | 9  Ð   6

x #  F g$ 3 Ä »_  % ò ì  r í ß   ©  @ /% i \ " f 7 £ x;  ¤ l  Ð_   Ö ¸6 x s  0 p x ½ + É  כ Ü ¼ Ð l @ /  ) a .

PACS numbers: 42.60.Da, 42.70.Ce. 42.70.Hj Keywords: 7 £ x;  ¤ l , Ä »o , Y Us $  B | 9 

I. " e Â ] Ø

z

´o   Ä »o \  ¦ l ì ø ÍÜ ¼ Ð   H 7 £ x;  ¤ B | 9  É r  ü @  \ 

"

f & h ü @  % ò % i \  s Ø Ô  H F g# 3 0 Aô  Ç  ©  @ /% i \ " f È Òõ  Ö

 ¦ s  Ä ºÃ º  ¦ ± ú  É r q   + þ A Ï ã J] X Ò  ¦`  ¦   . : £ ¤ y , \ P 

&

h

Ø  æ  \  y ©   ¦ l > & h : £ ¤$ í s  Ä ºÃ º Ù ¼ Ð  ¦\  -t  x 9

 ¸ ¢ ¸  H  ¦¨ î ç  H Ø  ¦§ 4 `  ¦ כ ¹½ ¨   H  ¦\  -t  Y Us $  r  [ O

_  7 £ x;  ¤ B | 9  Ð_  > hµ 1 Ï`  ¦ 0 AK  ´ ú § É r   ½ ¨ s À Ò# Q t 



¦ e    [1].  ©  V , o   6 x ÷ & ¦ e    H B ÐÀ Ó s  : r s  '  

  ) a   í ß % i  (phosphate) > \ P _  7 £ x;  ¤ B | 9  É r \ P & h Ø  æ 

\

     ¦  ¦ì ø Í4  ¤Ò  ¦ Y Us $  Ð_  > hµ 1 Ïs  # Q 90 >  Ð  î ß 

&

ñ  ) a  ¦\  -t  Y Us $ _  7 £ x;  ¤ B | 9  Ð > 5 Å q  6 x l \   H



¸ | Ã Ðs  e   . Õ ª QÙ ¼ Ð  ¦\  -t  Y Us $ \  ¦ s 6 x #  ' õ

A& ñ \  -t \  ¦ % 3 `  ¦ Ã º e    H  ' a$ í Ù þ Ö 6 x ½ + Ë (ICF)_  ½ ¨ & ³

`

 ¦ 0 AK " f  H z ´o   Ä »o \  ¦ l ì ø ÍÜ ¼ Ð   H D h Ðî  r 7 £ x;  ¤ B

| 9 _  > hµ 1 Ïs   9 Ã º& h s   ½ + É Ã º e    [2,3].

Ä

»o \  ¦ s 6 x ô  Ç Y Us $  µ 1 Ï F g s   F g 7 £ x;  ¤ \  @ /ô  Ç   ½ ¨



 H 1990¸  @ /\  [ þ t # Qü <" f  Ö ¸ µ 1 Ï >    '  ÷ &% 3   H X <, B Ð À

Ó s  : r (Nd

, Er

, Pr

1 p x)`  ¦ '  ô  Ç Ä »o  ¢ ¸  H   

&

ñ \ " f & h ü @  µ 1 Ï F g s   Ð ¦÷ &  " fÂ Ò'  Er '   z ´o   Ä

»o  Ð @ /³ ð÷ &  H 7 £ x;  ¤ B | 9 s   ¦Ø  ¦§ 4 Y Us $ ÷  r ë ß   m 

 F g:  x  1 p x _  ì  r  \ " f s 6 x ÷ & ¦ e   . B ÐÀ Ó_  s  : r

`

 ¦ '  ô  Ç Ä »o \ " f_  & h ü @  µ 1 Ï F g É r B ÐÀ Ó s  : r _  4f

E-mail: [email protected]



  _  4  ¤    ;s \  _ K " f + þ A$ í ÷ &  H X <, 4f      H ü @y  



  \  _ K   94 R e  # Q µ 1 Ï F g`  ¦ % 3 `  ¦ Ã º e    H  ©  @ /

%

i s  a % v É r : £ ¤$ í `  ¦   . Õ ª QÙ ¼ Ð F g 7 £ x;  ¤ \  6 £ x6 x  9



 H  â Ä º\   H 7 £ x;  ¤`  ¦ ½ + É Ã º e    H  ©  @ /% i s  a % v  4 R µ 1 Ï

< X ì Ä8 û Ò Å W _ ËW Ä; c" e ® o° Ë Ñ À W ¥ Bi Y 8 È ÷ m ÇP ¥P 8 ý Ä Z Ø° Ë Ñ] K ¡X ì Ä A 0V Ä

< X ì Ä8 û Ò Å W _ ËW Ä; c" e ® o° Ë Ñ À W ¥ Bi Y 8 È ÷ m ÇP ¥P 8 ý Ä Z Ø° Ë Ñ] K ¡X ì Ä A 0V Ä

k* å ) o ^∗

Ç² D G" é ¶ § 4 ½ ¨" é ¶ ª F g < Æl Õ ü t > hµ 1 ÏG ' p' , @ / 305-353 (2007¸ 3 Z 4 27{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

H& h ü @ % ò % i \ " f V , É r © @ /% i ; ¤` ¦ t ¦ µ 1 Ï F g H D h Ðî r 7 £ x; ¤ B | 9 Bi ' z ´o Ä » o

(BiSG)_ ì rF g < Æ& h : £ ¤$ í ` ¦ ¸ % i . µ 1 Ï F g _ [ jl H Al

\ ¦ í < Êô Ç Bi

_ $ í ì r q \ _ > r

9, BiSG ¢ - a ô Ç z ´o > _ Ä »o Ð ] j ¸÷ &l 0 AK " f H Bi

_ ¸| s $ í w n K ô Ç

. Bi

_ ¸$ í q \ ¦ 3:7 Ð # ] j ô Ç Ò re ¦` ¦ : x K " f Bi

_ $ í ì r q 7 £ x ½ + ÉÃ º2 ¤ + þ A F

g Û ¼& 7 à Ô! 3 _ x ß ¼ © s % ò ì r í ß © 1300 nm A á ¤ Ü ¼ Ð s 1 l x ÷ & ¦ + þ AF g Ã º" î É r 7 £ x t ë ß , + þ AF g Û ¼

7 à Ô! 3 _ ì ø Í; ¤ u × ¦ # Q[ þ t ¦ Ä » ¸~ ½ ÓØ ¦ é ß & h s t H כ ` ¦ S X % i . Bi ' z ´o Ä »o \ ¦

¦\ -t x 9 ¸ x 9 ¦¨ î ç H Ø ¦§ 4 ` ¦ t H Y Us $ \ 6 £ x6 x ½ + É Ã º e Ü ¼ 9, F g$ 3 Ä » 7 £ x; ¤ l _ ï# QB | 9 Ð 6

x # F g$ 3 Ä »_ % ò ì r í ß © @ /% i \ " f 7 £ x; ¤ l Ð_ Ö ¸6 x s 0 p x ½ + É כ Ü ¼ Ð l @ / ) a .

PACS numbers: 42.60.Da, 42.70.Ce. 42.70.Hj Keywords: 7 £ x; ¤ l , Ä »o , Y Us $ B | 9

´o Ä »o \ ¦ l ì ø ÍÜ ¼ Ð H 7 £ x; ¤ B | 9 É r ü @ \

f & h ü @ % ò % i \ s Ø Ô H F g# 3 0 Aô Ç © @ /% i \ " f È Òõ Ö

¦ s Ä ºÃ º ¦ ± ú É r q + þ A Ï ã J] X Ò ¦` ¦ . : £ ¤ y , \ P

Ø æ \ y © ¦ l > & h : £ ¤$ í s Ä ºÃ º Ù ¼ Ð ¦\ -t x 9

¸ ¢ ¸ H ¦¨ î ç H Ø ¦§ 4 ` ¦ כ ¹½ ¨ H ¦\ -t Y Us $ r [ O

_ 7 £ x; ¤ B | 9 Ð_ > hµ 1 Ï` ¦ 0 AK ´ ú § É r ½ ¨ s À Ò# Q t

¦ e [1]. © V , o 6 x ÷ & ¦ e H B ÐÀ Ó s : r s '

) a í ß % i (phosphate) > \ P _ 7 £ x; ¤ B | 9 É r \ P & h Ø æ

¦ ¦ì ø Í4 ¤Ò ¦ Y Us $ Ð_ > hµ 1 Ïs # Q 90 > Ð î ß

ñ ) a ¦\ -t Y Us $ _ 7 £ x; ¤ B | 9 Ð > 5 Å q 6 x l \ H

¸ | Ã Ðs e . Õ ª QÙ ¼ Ð ¦\ -t Y Us $ \ ¦ s 6 x # ' õ

A& ñ \ -t \ ¦ % 3 ` ¦ Ã º e H ' a$ í Ù þ Ö 6 x ½ + Ë (ICF)_ ½ ¨ & ³

¦ 0 AK " f H z ´o Ä »o \ ¦ l ì ø ÍÜ ¼ Ð H D h Ðî r 7 £ x; ¤ B

| 9 _ > hµ 1 Ïs 9 Ã º& h s ½ + É Ã º e [2,3].

»o \ ¦ s 6 x ô Ç Y Us $ µ 1 Ï F g s F g 7 £ x; ¤ \ @ /ô Ç ½ ¨

H 1990¸ @ /\ [ þ t # Qü <" f Ö ¸ µ 1 Ï > ' ÷ &% 3 H X <, B Ð À

Ó s : r (Nd

1 p x)` ¦ ' ô Ç Ä »o ¢ ¸ H

ñ \ " f & h ü @ µ 1 Ï F g s Ð ¦÷ & " fÂ Ò' Er ' z ´o Ä

»o Ð @ /³ ð÷ & H 7 £ x; ¤ B | 9 s ¦Ø ¦§ 4 Y Us $ ÷ r ë ß m

F g: x 1 p x _ ì r \ " f s 6 x ÷ & ¦ e . B ÐÀ Ó_ s : r

¦ ' ô Ç Ä »o \ " f_ & h ü @ µ 1 Ï F g É r B ÐÀ Ó s : r _ 4f

_ 4 ¤ ;s \ _ K " f + þ A$ í ÷ & H X <, 4f H ü @y

\ _ K 94 R e # Q µ 1 Ï F g` ¦ % 3 ` ¦ Ã º e H © @ /

i s a % v É r : £ ¤$ í ` ¦ . Õ ª QÙ ¼ Ð F g 7 £ x; ¤ \ 6 £ x6 x 9

H â Ä º\ H 7 £ x; ¤` ¦ ½ + É Ã º e H © @ /% i s a % v 4 R µ 1 Ï

0 p x ô Ç © # 3 0 A ] jô Ç÷ &> ) a . t F K t _ ½ ¨

7 Hë H[ þ t \ Ø Ô , 7 £ x; ¤ s 0 p x ô Ç © @ /% i s ô Ç& ñ ) a

¦ H × æ @ /ô Ç & h ` ¦ Ð ¢ - a l 0 A # | ¾ Ó (20 mol%

© )_ Bi

\ ¦ í < Êr v , Er_ 0 l x ¸\ ¦ 7 £ x r v

H ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð @ /% i ; ¤` ¦ 80 nm s © t V , > ë ß × ¼ H X < $ í /

N % i [4]. ¢ ¸ô Ç, B ÐÀ Ó s : r s Cr ¢ ¸ H Ni 1 p x _

× æF K5 Å q " é ¶ è\ ¦ ' # > hµ 1 Ï ) a 7 £ x; ¤ B | 9 ÐÂ Ò' @ /

; ¤` ¦ V , n = Ã º e 6 £ §` ¦ r % i [5,6].

Ç¼ # , Er ' z ´o Ä »o ü < ° ú É r 7 £ x; ¤ B | 9 _ F g: x

6 £ x6 x \ e # Q" f F g$ 3 Ä »_ ï# Q B | 9 Ð 6 x ÷ & H â Ä

º { 9 ì ø Í& h s . F g & ñ Ð: x \ e # Q" f F g 5 Å x` ¦ 0 A K

6 x ÷ & H F g$ 3 Ä » H 5 Å x o © @ /% i ` ¦ ¦ 9 # é

ß { 9 ¸× ¼ F g$ 3 Ä » Å Ò Ð 6 x ÷ & ¦ e H X <, ñ F g Ü ¼ Ð

6 x ÷ & ¦ e H @ /³ ð& h © @ /% i É r 1300 nm ü < 1550 nm © @ /% i s . 1300 nm © @ /% i É r { 9 ì ø Í F g$ 3 Ä » _

% ò ì r í ß ` ¦ ? / H © s l M :ë H \ 5 Å x { 9 Õ ª Qf s

& h # Q F g: x s 0 p x ¦ 1550 nm © @ /% i É r < Hz ´ s

& h H © & h s e l H t ë ß F g 5 Å x \ e # Q" f ì r í

ß ` ¦ Ð © ô Ç : £ ¤ Ã º F g$ 3 Ä »\ ¦ s 6 x H כ Ü ¼ Ð =/ B G` ¦ y

è r v H X < ¦q 6 x s H . Õ ª QÙ ¼ Ð F g @ /% i F g: x ` ¦ 0

AK " f H 1550 nm © @ /% i _ Er ' F g$ 3 Ä » 7 £ x; ¤ l

(Er-doped fiber amplifiers; EDFA) s ü @\ 1300 nm

© @ /% i \ " f F g 7 £ x; ¤ s 0 p x ô Ç D h Ðî r 7 £ x; ¤ B | 9 _ > hµ 1 Ï s

9 כ ¹ . s \ ¦ 0 A # Pr` ¦ ' ô Ç Ô ¦ oÓ ü t > _ F g$ 3 Ä

» 7 £ x; ¤ l (Pr-doped fluoride fiber amplifiers; PDFFA)

> hµ 1 Ï÷ &# Q z ´6 x o é ß > \ e t ë ß z ´o F g$ 3 Ä »ü <_ Ö

6 x Ã Ì ] X 5 Å q _ ë H ] j e ¦ ] j é ß q H õ ] j

e

[7]. ¢ ¸ô Ç, Nd ' F g$ 3 Ä » 7 £ x; ¤ l (Nd-doped fiber amplifier; NDFA) _ â Ä º\ H 1300 nm © @ /% i \ " f ESA (Excited State Absorption:# l © I f ¨ Ã º)_ % ò ¾ Ó s

& " f 7 £ x; ¤ ´ òÖ ¦ s å Ôl M :ë H \ D h Ðî r 7 £ x; ¤ B | 9 _

hµ 1 Ïs כ ¹½ ¨ ) a .

: r ½ ¨ H s Qô Ç ë H ] j& h [ þ t` ¦ F G4 ¤ ¦ 1300 nm ©

/% i \ " f ¦´ òÖ ¦ _ F g 7 £ x; ¤ s 0 p x ô Ç Bi ' z ´o Ä » o

(Bi-doped silica glass; BiSG)\ @ /ô Ç z ´+ « >& h õ \ ¦

Ð ¦ô Ç . BiSG\ @ /ô Ç íl ½ ¨ H z ´o Ä »o \ ] j` ¦

s à Ô (Zeolite)\ ¦ ç H{ 9 > ì r í ß r & ] j` ¦ s à Ô_ é ß 0