JP2022079887A - Optical fiber for blue laser light transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、青色レーザ光伝送用光ファイバに関する。 The present invention relates to an optical fiber for blue laser light transmission.
コアを被覆するように設けられたクラッドに複数の空孔がコアを囲うように形成され、それによって空孔で囲われた領域における光の閉じ込め効果を高めた光ファイバが知られている(例えば特許文献1)。 Optical fibers are known in which a plurality of pores are formed in a clad provided so as to cover the core so as to surround the core, thereby enhancing the light confinement effect in the region surrounded by the pores (for example). Patent Document 1).
一般に、光ファイバは、線引き時に作用する応力等の影響により、レイリー散乱損失の原因となるレイリー散乱光を発生する。そして、銅や金等のいわゆるイエローメタルの加工では、波長400乃至470nm付近の可視光域の青色レーザ光が用いられるが、特に、この青色レーザ光では、レイリー散乱光の発生が著しい。そのため、青色レーザ光の伝送時に、レイリー散乱光がコアから漏れ出し、それがジャケット等に損傷を与えるという問題がある。 In general, an optical fiber generates Rayleigh scattered light that causes Rayleigh scattering loss due to the influence of stress or the like acting at the time of drawing. In the processing of so-called yellow metal such as copper and gold, blue laser light in the visible light region having a wavelength of around 400 to 470 nm is used, and in particular, Rayleigh scattered light is remarkably generated in this blue laser light. Therefore, there is a problem that Rayleigh scattered light leaks from the core during transmission of the blue laser light, which damages the jacket or the like.
本発明の課題は、青色レーザ光の伝送時に、レイリー散乱光による損傷を抑制することができるとともに、レイリー散乱光が取り除かれた良好なビーム品質の青色レーザ光を出射することができる青色レーザ光伝送用光ファイバを提供することである。 An object of the present invention is a blue laser beam capable of suppressing damage due to Rayleigh scattered light during transmission of blue laser light and emitting a blue laser beam having good beam quality from which Rayleigh scattered light is removed. It is to provide an optical fiber for transmission.
本発明は、コアと、前記コアを被覆するように設けられた第1クラッドと、前記第1クラッドを被覆するように設けられた第2クラッドとを有し、前記第2クラッドに、前記第1クラッドを囲うように配設された複数の空孔が形成された裸ファイバを備えた青色レーザ光伝送用光ファイバであって、出射側のファイバ端部において、前記裸ファイバが露出しているとともに、その外周面にクラッドモードストリッパが設けられており、且つ前記第2クラッドの前記複数の空孔が埋められている。 The present invention has a core, a first clad provided to cover the core, and a second clad provided to cover the first clad, and the second clad has the first clad. An optical fiber for blue laser light transmission including a bare fiber having a plurality of holes formed so as to surround one clad, and the bare fiber is exposed at the fiber end on the emitting side. At the same time, a clad mode stripper is provided on the outer peripheral surface thereof, and the plurality of holes in the second clad are filled.
本発明によれば、第2クラッドに第1クラッドを囲うように複数の空孔が配設されているのに加え、出射側のファイバ端部において、裸ファイバが露出しているとともに、その外周面にクラッドモードストリッパが設けられており、且つ第2クラッドの複数の空孔が埋められているので、青色レーザ光の伝送時に、レイリー散乱光による損傷を抑制することができるとともに、レイリー散乱光が取り除かれた良好なビーム品質の青色レーザ光を出射することができる。 According to the present invention, in addition to the plurality of holes being arranged in the second clad so as to surround the first clad, the bare fiber is exposed at the fiber end on the exit side and the outer periphery thereof is exposed. Since a clad mode stripper is provided on the surface and a plurality of holes in the second clad are filled, damage due to Rayleigh scattered light can be suppressed during transmission of blue laser light, and Rayleigh scattered light can be suppressed. It is possible to emit a blue laser light with good beam quality from which the light has been removed.
以下、実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail.
図1乃至3は、実施形態に係る青色レーザ光伝送用光ファイバ10を示す。この青色レーザ光伝送用光ファイバ10は、波長400乃至470nmの可視光域の青色レーザ光の伝送部材であり、例えば銅や金等のいわゆるイエローメタルの切断や溶接の加工を行うレーザ加工機等に装着される光ファイバケーブルに組み込まれるものである。
1 to 3 show an
実施形態に係る青色レーザ光伝送用光ファイバ10は、裸ファイバ11と、それを被覆するジャケット12とを備える。青色レーザ光伝送用光ファイバ10の外径は、例えば1mm以上2mm以下である。青色レーザ光伝送用光ファイバ10のファイバ長は、例えば5m以上50m以下である。
The blue laser optical transmission
裸ファイバ11は、ファイバ中心のコア111と、それを被覆する第1クラッド112と、それを更に被覆する第2クラッド113とを有する。なお、裸ファイバ11は、複数のコアを有するマルチコア光ファイバであってもよい。
The
コア111は、例えばノンドープの純粋石英で形成されていることが好ましい。第1クラッド112は、コア111よりも低屈折率であって、例えば屈折率を低下させるドーパント(F、B等)がドープされた石英で形成されていることが好ましい。第2クラッド113は、第1クラッド112と同一材料で形成されていることが好ましい。
The
コア111の直径は、例えば50μm以上600μm以下である。したがって、実施形態に係る青色レーザ光伝送用光ファイバ10は、マルチモードファイバである。第1クラッド112の直径は、例えば70μm以上700μm以下である。第2クラッド113の直径、すなわち、裸ファイバ11の外径は、例えば500μm以上1500μm以下である。
The diameter of the
第2クラッド113には、第1クラッド112を囲うように配設された複数の空孔113aが形成されている。複数の空孔113aのそれぞれのファイバ横断面における形状は、半径方向を長軸とする小判型であることが好ましい。その長軸の内径は、好ましくは10μm以上100μm以下、より好ましくは10μm以上40μm以下である。複数の空孔113aは同一形状であることが好ましい。なお、空孔113aのそれぞれのファイバ横断面における形状は、円形や楕円形等のその他の形状であってもよい。
The
複数の空孔113aは、ファイバ横断面において、それらの孔中心が、ファイバ中心を中心とする円の円周上に周方向に連続するように配置されていることが好ましい。隣接する空孔113a間の間隔は、空孔113aの短軸の内径よりも小さいことが好ましい。空孔113aの数は、例えば40個以上250個以下である。なお、複数の空孔113aは、半径方向に複数層に設けられていてもよい。複数の空孔113aは、それらで囲われる領域に青色レーザ光を閉じ込める観点から、ファイバ横断面において、ファイバ中心を中心とする半径62.5μmの円の外側に配置されていることが好ましい。
It is preferable that the plurality of
ジャケット12は、紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等で形成された単一層で構成されていてもよく、また、例えばシリコーン樹脂の内側バッファ層と、それを被覆するナイロン樹脂或いはフッ素樹脂の外側被覆層との2層で構成されていてもよい。ジャケット12の厚さは、例えば50μm以上500μm以下である。
The
実施形態に係る青色レーザ光伝送用光ファイバ10は、出射側のファイバ端部において、ジャケット12が剥がされ、ジャケット12から裸ファイバ11が突出して露出している。そして、このジャケット12から突出して露出した裸ファイバ11の外周面には、長さ方向に沿って溝が設けられ、その溝によってクラッドモードストリッパ13が構成されている。裸ファイバ11におけるクラッドモードストリッパ13が構成されている部分の長さは、例えば5mm以上50mm以下である。
In the blue laser light transmission
クラッドモードストリッパ13を構成する溝は、裸ファイバ11の外周面に長さ方向に沿って螺旋状に連続して延びるように設けられている。溝の断面形状は、コの字型の他、U字型、V字型、台形型等であってもよい。溝の深さは、例えば25μm以上70μm以下である。溝の開口幅は、例えば20μm以上300μm以下である。溝の螺旋ピッチは、例えば0.05mm以上5mm以下である。
The groove constituting the
実施形態に係る青色レーザ光伝送用光ファイバ10は、出射側のファイバ端部において、クラッドモードストリッパ13が設けられた部分に対応して、第2クラッド113の複数の空孔113aが埋められている。空孔113aは、加熱により潰されて中実に形成されることにより埋められていることが好ましい。そして、これにより、第1及び第2クラッド112,113が単一材層に構成されていることが好ましい。
In the blue laser light transmission
以上の構成の実施形態に係る青色レーザ光伝送用光ファイバ10によれば、可視光域の青色レーザ光では、レイリー散乱光の発生が著しいものの、第2クラッド113に第1クラッド112を囲うように複数の空孔113aが配設されているので、青色レーザ光の伝送時に、レイリー散乱光が複数の空孔113aで囲われた領域に閉じ込められて、レイリー散乱光の裸ファイバ11の外周面から外部への放射が規制される。そのため、レイリー散乱光によるジャケット12等の損傷を抑制することができる。また、レイリー散乱光による発熱を抑制することができる。
According to the blue laser light transmission
加えて、複数の空孔113aで囲われた領域に閉じ込められたレイリー散乱光は、出射側に向かって伝播することとなるが、出射側のファイバ端部において、裸ファイバ11が露出しているとともに、その外周面にクラッドモードストリッパ13が設けられており、且つ第2クラッド113の複数の空孔113aが埋められているので、レイリー散乱光の空孔113aによる閉じ込めが解除され、レイリー散乱光が裸ファイバ11の外周面からクラッドモードストリッパ13を介して外部に放射される。そのため、出射側のファイバ端面から、レイリー散乱光が取り除かれた良好なビーム品質の青色レーザ光を出射することができる。また、これにより、青色レーザ光の長距離伝送が可能となり、ファイバ長を10m以上、好ましくは20m以上と長くすることができる。
In addition, the Rayleigh scattered light confined in the region surrounded by the plurality of
また、実施形態に係る青色レーザ光伝送用光ファイバ10では、出射した青色レーザ光を照射した被照射物からの反射光が入射しても、その反射光が、出射側のファイバ端部において、裸ファイバ11の外周面からクラッドモードストリッパ13を介して外部に放射される。そのため、反射光によるジャケット12等の損傷を抑制することができる。
Further, in the
実施形態に係る青色レーザ光伝送用光ファイバ10における出射側のファイバ端部は、ファイバ端から所定長のジャケット12を剥がし、露出した裸ファイバ11に加熱処理や充填処理を施して第2クラッド113の複数の空孔113aを埋めた後、裸ファイバ11の外周面に例えばCO2レーザからレーザ光を照射して溝を形成してクラッドモードストリッパ13を設ける加工を行うことにより得ることができる。
For the fiber end portion on the exit side of the
実施形態に係る青色レーザ光伝送用光ファイバ10は、入射側のファイバ端部においても同様の構造を有することが好ましい。すなわち、ジャケット12が剥がされてジャケット12から裸ファイバ11が突出して露出するとともに、その外周面にクラッドモードストリッパが設けられ、且つその部分に対応して、第2クラッド113の複数の空孔113aが埋められた構造である。この場合、レーザ光源からの青色レーザ光が入射側のファイバ端部に入射すると、青色レーザ光は、主には裸ファイバ11のコア111に入射して伝播するが、一部がミスアライメント等のためにコア111に入射されない漏れ光となって第1及び第2クラッド112,113に入射する。しかしながら、そのような漏れ光が入射しても、その漏れ光が、入射側のファイバ端部において、裸ファイバ11の外周面からクラッドモードストリッパを介して外部に放射される。そのため、漏れ光によるジャケット12等の損傷を抑制することができる。
The blue laser light transmission
なお、上記実施形態では、裸ファイバ11の外周面に長さ方向に沿って螺旋状に延びるように設けられた溝によりクラッドモードストリッパ13が構成されたものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、裸ファイバ11の外周面に長さ方向に間隔をおいて設けられた周方向に延びる複数の溝によりクラッドモードストリッパ13が構成されたものであってもよい。
In the above embodiment, the
本発明は、青色レーザ光伝送用光ファイバの技術分野について有用である。 The present invention is useful in the technical field of optical fibers for blue laser light transmission.
10 青色レーザ光伝送用光ファイバ
11 裸ファイバ
111 コア
112 第1クラッド
113 第2クラッド
113a 空孔
12 ジャケット
13 クラッドモードストリッパ
10 Optical fiber for blue
Claims (5)
出射側のファイバ端部において、前記裸ファイバが露出しているとともに、その外周面にクラッドモードストリッパが設けられており、且つ前記第2クラッドの前記複数の空孔が埋められている青色レーザ光伝送用光ファイバ。 It has a core, a first clad provided to cover the core, and a second clad provided to cover the first clad, and the first clad is surrounded by the second clad. An optical fiber for blue laser optical transmission including a bare fiber having a plurality of holes arranged in such a manner.
A blue laser beam in which the bare fiber is exposed at the fiber end on the emission side, a clad mode stripper is provided on the outer peripheral surface thereof, and the plurality of holes in the second clad are filled. Optical fiber for transmission.
前記出射側のファイバ端部における前記第2クラッドの前記複数の空孔は、加熱により潰されて中実に形成されることにより埋められている青色レーザ光伝送用光ファイバ。 In the optical fiber for blue laser light transmission according to claim 1,
An optical fiber for blue laser light transmission in which the plurality of pores of the second clad at the fiber end on the emission side are filled by being crushed by heating to form solids.
前記第2クラッドは、前記第1クラッドと同一材料で形成されている青色レーザ光伝送用光ファイバ。 In the optical fiber for blue laser light transmission according to claim 1 or 2.
The second clad is an optical fiber for blue laser light transmission, which is made of the same material as the first clad.
前記コアの直径が50μm以上である青色レーザ光伝送用光ファイバ。 In the optical fiber for blue laser light transmission according to any one of claims 1 to 3.
An optical fiber for blue laser light transmission having a core diameter of 50 μm or more.
前記複数の空孔は、ファイバ横断面において、ファイバ中心を中心とする半径62.5μmの円の外側に配置されている青色レーザ光伝送用光ファイバ。 In the optical fiber for blue laser light transmission according to any one of claims 1 to 4.
The plurality of holes are optical fibers for blue laser light transmission arranged outside a circle having a radius of 62.5 μm centered on the center of the fiber in the cross section of the fiber.
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