JP6540310B2

JP6540310B2 - Fiber optic terminal

Info

Publication number: JP6540310B2
Application number: JP2015141875A
Authority: JP
Inventors: 欽哉大井川; 横山　雄一; 雄一横山
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2015-07-16
Filing date: 2015-07-16
Publication date: 2019-07-10
Anticipated expiration: 2035-07-16
Also published as: JP2017026660A

Description

本発明は、光ファイバ端面にコアレスファイバの一端面を接合して構成されると共に、光通信、光計測およびレーザ加工等に用いられる光ファイバ端末に係り、特に、高出力で高精度なレーザ加工装置の光学部品に要求される小さな挿入損失および大きな反射減衰量を満たし、かつ、高いビーム品質を有する高出力ファイバレーザ用光ファイバ端末の改良に関するものである。 The present invention relates to an optical fiber end used for optical communication, light measurement, laser processing and the like, as well as to an optical fiber end face bonded to one end surface of a coreless fiber, and in particular, high power and high precision laser processing The present invention relates to the improvement of an optical fiber end for high-power fiber laser having high beam quality and meeting the low insertion loss and large return loss required for the optical components of the device.

光通信、光計測およびレーザ加工用等の光学装置においては、光路上に多様な光学素子が配置されることから、光結合方法の一つとして、光ファイバ１端面にコアレスファイバ２の一端面を接合して構成される光ファイバ端末の光出射端面近傍に、図１に示すようにコリメートレンズ３を配置して光ファイバ１からの出射光を平行光とし、かつ、図２に示すように受光側にも同一の光学系を組んで光ファイバ１に再び光を結合させる方法が一般に利用されている。尚、光ファイバ１から出射した光束を平行光とする機能を有する素子は一般にファイバコリメータと称されている。 In optical devices for optical communication, light measurement, and laser processing, various optical elements are disposed on the optical path. Therefore, one end face of the coreless fiber 2 on the end face of the optical fiber 1 is one of the optical coupling methods. As shown in FIG. 1, the collimating lens 3 is disposed in the vicinity of the light emitting end face of the optical fiber terminal formed by bonding to make the outgoing light from the optical fiber 1 parallel light, and as shown in FIG. In general, a method of combining the same optical system on the side and coupling light again to the optical fiber 1 is used. An element having a function of converting the light beam emitted from the optical fiber 1 into parallel light is generally called a fiber collimator.

ところで、ファイバコリメータの性能を表す指標としては上記挿入損失および反射減衰量が用いられる。「挿入損失」は光エネルギ伝播の性能を反映する指標であり一般には小さいことが望まれ、使用する光ファイバ１におけるコア１１の開口数、コアレスファイバ２の出射端面形状とコアレスファイバ２の長さＬおよびコリメートレンズ３の性能等に影響され、特に５Ｗ以上の高出力レーザの場合は挿入損失の悪化により、損失となった光エネルギが熱となって発熱周辺の光学部品を破壊する等の問題が起こる。 By the way, the above-mentioned insertion loss and return loss amount are used as an index showing performance of a fiber collimator. “Insertion loss” is an index reflecting the performance of light energy propagation, and is generally desired to be small, and the numerical aperture of the core 11 in the optical fiber 1 used, the shape of the output end face of the coreless fiber 2 and the length of the coreless fiber 2 It is affected by the performance of L and collimating lens 3, etc., especially in the case of a high power laser of 5 W or more, the problem is that the light energy which has become loss becomes heat and destroys optical parts around heat generation due to deterioration of insertion loss. Happens.

一方、光ファイバ１の出射端面およびコアレスファイバ２の端面での反射により逆方向に進むビームがレーザ光源に戻る、いわゆる反射戻り光が大きい場合、レーザ光源の安定動作が損なわれるため、光通信では光信号が正しく伝送できなくなり、高出力レーザ加工では光源が破壊される等の重大な問題となっている。 On the other hand, when the so-called reflected return light, in which the beam traveling in the reverse direction returns to the laser light source due to reflection at the output end face of the optical fiber 1 and the end face of the coreless fiber 2, the stable operation of the laser light source is impaired. Optical signals can not be transmitted correctly, and in high-power laser processing, it is a serious problem such as destruction of the light source.

そして、一般に高出力ファイバレーザにおいて、レーザ光源の出力変動を無視できる程度の大きさに抑制するためには、以下の式１に示す「反射減衰量」として４７ｄＢ以上が要求されている。
反射減衰量＝−１０×ｌｏｇ（Ｉ_ｒ／Ｉ_ｉｎ）（式１）
（Ｉ_ｒは光ファイバコアに戻る反射光量、Ｉ_ｉｎは光ファイバコアからの出射光量である。） In general, in order to suppress the output fluctuation of the laser light source to a negligible level in a high-power fiber laser, 47 dB or more is required as the “reflection attenuation amount” shown in the following formula 1.
Return loss = -10 x log (I _r / I _in ) (Equation 1)
(I _r is the amount of light reflected back to the optical fiber core, and I _in is the amount of light emitted from the optical fiber core)

反射戻り光を減らし、反射減衰量を大きくするための従来法としては、光ファイバ端面またはコアレスファイバ端面を光軸に対し斜めに配置して反射光をクラッドモードにすることで大きな反射減衰量を比較的簡単に実現できる手法が利用され、現在も主流となっている。例えば、特許文献１には大きな反射減衰量を得るための手法として、光軸に垂直な面に対してコアレスファイバ端面を０°〜６°以内に傾斜させ、かつ、端面に反射防止膜を施すことで６０ｄＢ以上の優れた反射減衰量を得ることが示されている。 As a conventional method for reducing the reflected return light and increasing the return loss, the end face of the optical fiber or the end face of the coreless fiber is disposed obliquely to the optical axis to make the reflected light a clad mode. Methods that can be implemented relatively easily are used and are still mainstream. For example, in Patent Document 1, as a method for obtaining a large amount of return loss, the coreless fiber end face is inclined within 0 ° to 6 ° with respect to the plane perpendicular to the optical axis, and an antireflective film is applied to the end face In particular, it has been shown that an excellent return loss of 60 dB or more can be obtained.

更に、特許文献２にはコアレスファイバ端面から外部へ出射するビーム径がコアレスファイバの外形以内であり、コアレスファイバの光路長を１ｍｍ未満とする光ファイバ端末により反射減衰量を５０ｄＢ以上にできると記載されている。 Further, Patent Document 2 describes that the diameter of the beam emitted from the coreless fiber end face to the outside of the coreless fiber is within the outer diameter of the coreless fiber and the return loss can be 50 dB or more by the optical fiber terminal whose optical path length is less than 1 mm. It is done.

しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載の技術は、光通信分野のシングルモードファイバを用いた光ファイバ端末に対しては極めて有効な手段であるが、高出力ファイバレーザ用のラージモードエリアファイバ（以下、ＬＭＡファイバと略す。）を用いた光ファイバ端末では、０．２ｄＢ以下の低挿入損失、４７ｄＢ以上の大きな反射減衰量を実現することはできなかった。 However, the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2 are extremely effective means for an optical fiber terminal using a single mode fiber in the optical communication field, but a large mode area fiber for a high power fiber laser An optical fiber terminal using an LMA fiber (hereinafter abbreviated as LMA fiber) could not realize a low insertion loss of 0.2 dB or less and a large return loss of 47 dB or more.

特開平７−２８１０５４号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-281054 国際公開２００４−０５３５４７号公報International Publication 2004-053547

高出力ファイバレーザ用の光ファイバ端末において、０．２ｄＢ以下の低挿入損失、および、４７ｄＢ以上の反射減衰量を同時に実現する必要があるが、光通信を目的とした反射減衰量に係る特許文献１および特許文献２に記載の技術では、上述したようにこれ等要請を満たす高出力ファイバレーザ用の光ファイバ端末を実現することはできなかった。 In optical fiber terminals for high-power fiber lasers, it is necessary to simultaneously realize a low insertion loss of 0.2 dB or less and a return loss of 47 dB or more. According to the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2, as described above, it has not been possible to realize an optical fiber terminal for a high-power fiber laser that satisfies these requirements.

例えば、特許文献２では、コアレスファイバ端面から外部へ出射するビーム径がコアレスファイバの外形以内で、かつ、コアレスファイバの光路長を１ｍｍ未満とする光ファイバ端末としており、実施例では、コアレスファイバの直径が１２５μｍでコアレスファイバの長さが０．９ｍｍであるときの出射端のビーム直径が１２０μｍであれば、反射防止膜をコートした光ファイバ端末で５０ｄＢの反射減衰量が実現されるとしている。 For example, in Patent Document 2, the diameter of the beam emitted to the outside from the coreless fiber end face is within the outer diameter of the coreless fiber, and the optical path length of the coreless fiber is less than 1 mm. If the beam diameter at the exit end is 120 μm when the diameter is 125 μm and the length of the coreless fiber is 0.9 mm, 50 dB return loss is realized at the optical fiber terminal coated with the anti-reflection film.

しかし、特許文献２では、レーザビーム直径がガウス分布の確率でいうところの±２σ範囲（レーザビームの強度がピーク値に対し１／ｅ²になった位置でのビーム幅）にあたるため、この場合の挿入損失はおよそ０．２０２ｄＢと計算される。例えば、１００Ｗの高出力レーザ光が入射された場合の損失は約４．６Ｗとなり、４．６Ｗの光エネルギ分が光学部品内で熱となり、場合によっては光学部品を破壊する問題を生じさせる。 However, in Patent Document 2, the laser beam diameter falls within the ± 2σ range (the beam width at a position where the intensity of the laser beam is 1 / e ² with respect to the peak value) in terms of Gaussian distribution probability. Insertion loss is calculated to be approximately 0.202 dB. For example, the loss when a high power laser beam of 100 W is incident is about 4.6 W, and the light energy of 4.6 W becomes heat in the optical component, causing a problem of possibly destroying the optical component.

更に、高出力ファイバレーザ用の光ファイバ端末には、高出力光を高効率伝送するのに効果的な上記ラージモードエリアファイバ（ＬＭＡファイバ）が用いられるため、数百Ｗを超えるような高出力レーザ光を伝送することもある。このため、より低い挿入損失が必要とされている。 Furthermore, since the large mode area fiber (LMA fiber) effective for high-efficiency transmission of high-power light is used for an optical fiber terminal for high-power fiber lasers, high output powers exceeding several hundred watts are used. Laser light may be transmitted. For this reason, lower insertion loss is needed.

また、特許文献２において、光ファイバ１におけるクラッド１２（図１参照）の直径φが１２５μｍでコアレスファイバ２の長さＬが１ｍｍ未満の場合、反射減衰量を５０ｄＢ以上とするには、光ファイバ１におけるコア１１の開口数が０．１４以上でなければならない。しかし、ＬＭＡファイバにおけるコアの開口数は０．０６から０．０９程度であることから、コアレスファイバの長さが１ｍｍ未満の場合においては５０ｄＢとなる反射減衰量が得られない。 In Patent Document 2, when the diameter φ of the cladding 12 (see FIG. 1) in the optical fiber 1 is 125 μm and the length L of the coreless fiber 2 is less than 1 mm, the optical fiber is set to 50 dB or more. The numerical aperture of the core 11 in 1 must be 0.14 or more. However, since the numerical aperture of the core in the LMA fiber is about 0.06 to 0.09, a return loss of 50 dB can not be obtained when the length of the coreless fiber is less than 1 mm.

尚、コアレスファイバ２の長さＬが１ｍｍ未満のＬＭＡファイバであっても、特許文献１に記載された技術に基づいてコアレスファイバのビーム出射端面を傾斜させることにより５０ｄＢの反射減衰量を得ることは可能である。しかし、傾斜端面の影響で光ファイバ端末から出射するビーム光の角度が傾いてコリメートレンズに入射するため、レンズ収差の影響が最も少ないコリメートレンズの中心部分にビームを通すことが難しくなり、ビーム品質の低下が起こるという問題が存在する。加えて、光ファイバ端末から出射するビーム光が傾くことにより、光ファイバ端末や光ファイバ端末周辺の光学部品のサイズが大きくなってしまうという問題もある。 In addition, even if it is LMA fiber whose length L of coreless fiber 2 is less than 1 mm, 50 dB return loss is obtained by inclining the beam outgoing end face of coreless fiber based on the technique described in patent document 1 Is possible. However, since the angle of the beam light emitted from the optical fiber terminal is inclined and enters the collimating lens due to the influence of the inclined end face, it becomes difficult to pass the beam to the central part of the collimating lens with the least influence of lens aberration. There is a problem that the decrease of In addition, there is also a problem that the size of the optical fiber terminal and the size of the optical component around the optical fiber terminal increase due to the inclination of the beam light emitted from the optical fiber terminal.

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、高出力ファイバレーザ用のＬＭＡファイバが適用された光ファイバ端末において、０．２ｄＢ以下の低挿入損失および４７ｄＢ以上の反射減衰量を実現すると同時に、部品の単純化、小型化による省コストを実現するためビームの軸ずれが小さい光ファイバ端末を提供することにある。 The present invention has been made focusing on such problems, and the problem to be solved is that the low insertion loss of 0.2 dB or less in an optical fiber terminal to which an LMA fiber for high-power fiber laser is applied. It is an object of the present invention to provide an optical fiber terminal with a small beam off-axis in order to realize a return loss of 47 dB or more and at the same time to realize cost saving by simplification and miniaturization of parts.

上記課題を解決するため、高出力ファイバレーザ用のＬＭＡファイバが適用された光ファイバ端末の挿入損失と反射減衰量について本発明者等が鋭意検討した結果、ＬＭＡファイバにおいては高次のモードの出現によりビーム径が思いのほか大きくなることがあり、コアレスファイバにおけるビーム出射端のビーム径を適切な範囲に設定することで挿入損失と反射減衰量の両立が図れ、かつ、端面角度が０°±１°以下であるコアレスファイバを適用することでビームの軸ずれが小さな光ファイバ端末を提供できることを見出すに至った。本発明はこのような技術的発見により完成されている。 In order to solve the above problems, as a result of intensive investigations by the present inventors about the insertion loss and return loss amount of the optical fiber terminal to which the LMA fiber for high power fiber laser is applied, the appearance of higher order modes in the LMA fiber By setting the beam diameter at the beam exit end of the coreless fiber to an appropriate range, compatibility between the insertion loss and the return loss can be achieved, and the end face angle is 0 ° ± 1 °. It has been found that the application of the coreless fiber, which is described below, can provide an optical fiber terminal with a small beam off-axis. The present invention is completed by such technical discovery.

すなわち、本発明に係る第１の発明は、
直径が１０μｍ以上３０μｍ以下の光ファイバコアおよび直径が２００μｍ以上４００μｍ以下のクラッドを有しかつ開口数ＮＡが０．０９以下のラージモードエリアファイバから成る光ファイバの端面に、上記クラッド径と同一径で上記光ファイバコアと略同一の屈折率を有するコアレスファイバの一端面を接合して成る光ファイバ端末において、
式Ａで定義されるコアレスファイバの最長長さをＬmax（ｍｍ）、式Ｂで定義されるコアレスファイバの最短長さをＬmin（ｍｍ）としたとき、
Ｌmax＝５×１０^-4×（φ−Ｄ）×（０．２×Ｄ＋１０）（式Ａ）
Ｌmin＝０．００１Ｄ²＋０．０４５３Ｄ＋０．０１６（式Ｂ）
［式Ａ、式Ｂ中、Ｄはラージモードエリアファイバのコア径（μｍ）、φはラージモードエリアファイバのクラッド径（μｍ）である。］
０．２ｍｍ≦Ｌmax−Ｌmin≦１．８ｍｍの条件を満たし、コアレスファイバの長さが０．５７ｍｍ以上２．９６ｍｍ以下であると共に、コアレスファイバ端面の角度が０°±１°以下であり、かつ、コアレスファイバの出射端面表面に透過率９９．８％以上の反射防止膜が形成されていることを特徴とする。 That is, the first invention according to the present invention is
The end face of an optical fiber comprising an optical fiber core having a diameter of 10 μm to 30 μm and a cladding having a diameter of 200 μm to 400 μm and having a numerical aperture NA of 0.09 or less is the same as the cladding diameter In an optical fiber terminal formed by joining one end face of a coreless fiber having a refractive index substantially the same as that of the optical fiber core in diameter,
When the maximum length of the coreless fiber defined by the formula A is Lmax (mm) and the minimum length of the coreless fiber defined by the formula B is Lmin (mm),
Lmax = 5 × 10 ⁻⁴ × (φ−D) × (0.2 × D + 10) (Formula A)
Lmin = 0.001 D ² + 0.0453 D + 0.016 (Formula B)
[In the formulas A and B, D is the core diameter (μm) of the large mode area fiber, and φ is the cladding diameter (μm) of the large mode area fiber. ]
Satisfies the condition of 0.2mm ≦ Lmax-Lmin ≦ 1.8mm, with the length of the coreless fiber is less than 2.96mm or 0.57 mm, the angle of the coreless fiber end face and at 0 ° ± 1 ° or less, and An antireflective film having a transmittance of 99.8% or more is formed on the surface of the output end face of the coreless fiber .

次に、本発明に係る第２の発明は、
第１の発明に記載の光ファイバ端末において、
上記光ファイバコアの直径が１０μｍ、開口数が０．０８０〜０．０８５であり、上記コアレスファイバの直径が４００μｍ、コアレスファイバ長さが０．５７ｍｍ以上２．３４ｍｍ以下であることを特徴とし、
第３の発明は、
第１の発明に記載の光ファイバ端末において、
上記光ファイバコアの直径が１５μｍ、開口数が０．０７５〜０．０８０であり、上記コアレスファイバの直径が２００μｍ、コアレスファイバ長さが０．９２ｍｍ以上１．２０ｍｍ以下であることを特徴とし、
第４の発明は、
第１の発明に記載の光ファイバ端末において、
上記光ファイバコアの直径が２０μｍ、開口数が０．０６９〜０．０７４であり、上記コアレスファイバの直径が４００μｍ、コアレスファイバ長さが１．３２ｍｍ以上２．６６ｍｍ以下であることを特徴とし、
第５の発明は、
第１の発明に記載の光ファイバ端末において、
上記光ファイバコアの直径が２５μｍ、開口数が０．０６５〜０．０６８であり、上記コアレスファイバの直径が４００μｍ、コアレスファイバ長さが１．７７ｍｍ以上２．８１ｍｍ以下であることを特徴とし、
また、第６の発明は、
第１の発明に記載の光ファイバ端末において、
上記光ファイバコアの直径が３０μｍ、開口数が０．０６０〜０．０６４であり、上記コアレスファイバの直径が４００μｍ、コアレスファイバ長さが２．２８ｍｍ以上２．９６ｍｍ以下であることを特徴とするものである。 Next, a second invention according to the present invention is
In the optical fiber terminal according to the first invention,
The optical fiber core has a diameter of 10 μm, a numerical aperture of 0.080 to 0.085, a diameter of the coreless fiber of 400 μm, and a coreless fiber length of 0.57 mm to 2.34 mm.
The third invention is
In the optical fiber terminal according to the first invention,
The diameter of the optical fiber core is 15 μm, the numerical aperture is 0.075 to 0.080 , the diameter of the coreless fiber is 200 μm, and the coreless fiber length is 0.92 mm or more and 1.20 mm or less,
The fourth invention is
In the optical fiber terminal according to the first invention,
The optical fiber core is characterized in that the diameter of the optical fiber core is 20 μm, the numerical aperture is 0.069 to 0.074 , the diameter of the coreless fiber is 400 μm, and the coreless fiber length is 1.32 mm or more and 2.66 mm or less,
The fifth invention is
In the optical fiber terminal according to the first invention,
The optical fiber core has a diameter of 25 μm and a numerical aperture of 0.065 to 0.068 , and the coreless fiber has a diameter of 400 μm and a coreless fiber length of 1.77 mm to 2.81 mm,
The sixth invention is
In the optical fiber terminal according to the first invention,
The optical fiber core has a diameter of 30 μm, a numerical aperture of 0.060 to 0.064 , a diameter of the coreless fiber of 400 μm, and a coreless fiber length of 2.28 mm to 2.96 mm. It is a thing.

直径が１０μｍ以上３０μｍ以下の光ファイバコアおよび直径が２００μｍ以上４００μｍ以下のクラッドを有しかつ開口数ＮＡが０．０９以下のラージモードエリアファイバから成る光ファイバの端面に、クラッド径と同一径で光ファイバコアと略同一の屈折率を有するコアレスファイバの一端面を接合して成る本発明に係る光ファイバ端末によれば、
式Ａで定義されるコアレスファイバの最長長さをＬmax（ｍｍ）、式Ｂで定義されるコアレスファイバの最短長さをＬmin（ｍｍ）としたとき、
Ｌmax＝５×１０^-4×（φ−Ｄ）×（０．２×Ｄ＋１０）（式Ａ）
Ｌmin＝０．００１Ｄ²＋０．０４５３Ｄ＋０．０１６（式Ｂ）
［式Ａ、式Ｂ中、Ｄはラージモードエリアファイバのコア径（μｍ）、φはラージモードエリアファイバのクラッド径（μｍ）である。］
０．２ｍｍ≦Ｌmax−Ｌmin≦１．８ｍｍの条件を満たし、コアレスファイバの長さが０．５７ｍｍ以上２．９６ｍｍ以下であると共に、コアレスファイバ端面の角度が０°±１°以下であり、かつ、コアレスファイバの出射端面表面に透過率９９．８％以上の反射防止膜が形成されていることから、
出力５Ｗ以上の高出力ファイバレーザ用のＬＭＡファイバが適用された光ファイバ端末において、０．２ｄＢ以下の低挿入損失および４７ｄＢ以上の大きな反射減衰量を達成することが可能となり、かつ、光ファイバコアの中心軸とコリメートレンズから出射したビームの光軸との軸ずれが出射ビーム直径以内となるため、部品の単純化、小型化による省コストを同時に実現することが可能となる。 The same diameter as the cladding diameter at the end face of an optical fiber comprising an optical fiber core with a diameter of 10 μm to 30 μm and a cladding with a diameter of 200 μm to 400 μm and a large mode area fiber with a numerical aperture NA of 0.09 or less According to the optical fiber terminal of the present invention, one end face of a coreless fiber having a refractive index substantially the same as that of the optical fiber core is joined.
When the maximum length of the coreless fiber defined by the formula A is Lmax (mm) and the minimum length of the coreless fiber defined by the formula B is Lmin (mm),
Lmax = 5 × 10 ⁻⁴ × (φ−D) × (0.2 × D + 10) (Formula A)
Lmin = 0.001 D ² + 0.0453 D + 0.016 (Formula B)
[In the formulas A and B, D is the core diameter (μm) of the large mode area fiber, and φ is the cladding diameter (μm) of the large mode area fiber. ]
Satisfies the condition of 0.2mm ≦ Lmax-Lmin ≦ 1.8mm, with the length of the coreless fiber is less than 2.96mm or 0.57 mm, the angle of the coreless fiber end face and at 0 ° ± 1 ° or less, and Since an antireflection film having a transmittance of 99.8% or more is formed on the surface of the output end face of the coreless fiber ,
In an optical fiber terminal to which an LMA fiber for a high power fiber laser with a power of 5 W or more is applied, it is possible to achieve a low insertion loss of 0.2 dB or less and a large return loss of 47 dB or more. Since the axis deviation between the central axis of the lens and the optical axis of the beam emitted from the collimating lens is within the diameter of the emitted beam, it is possible to realize cost saving by simplification of the parts and miniaturization.

光出射端面近傍にコリメートレンズが配置された本発明に係る光ファイバ端末の構成説明図。Configuration explanatory drawing of the optical fiber terminal which concerns on this invention with which the collimating lens is arrange | positioned in the light emission end surface vicinity. 光出射端面近傍にコリメートレンズが配置された本発明に係る光ファイバ端末を用いた光結合方法の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the optical coupling method using the optical fiber terminal which concerns on this invention with which the collimating lens is arrange | positioned in the light emission end surface vicinity. 開口数ＮＡとコア径Ｄを変えた５種類のＬＭＡファイバ（ＮＡが０．０８３でＤが１０μｍ、ＮＡが０．０７７でＤが１５μｍ、ＮＡが０．０７１でＤが２０μｍ、ＮＡが０．０６７でＤが２５μｍ、および、ＮＡが０．０６３でＤが３０μｍである５種類のＬＭＡファイバ）端面にコアレスファイバの一端面がそれぞれ接合されて成る５種類の光ファイバ端末について、コアレスファイバの長さＬ（ｍｍ）とコアレスファイバの出射端におけるビーム直径（基本モードのビーム径に係り、ガウス分布の確率でいうところの±２σ範囲のビーム径）の１．５倍（ガウス分布の確率でいうところの±３σ範囲）との関係を示すグラフ図。Five types of LMA fibers with different numerical aperture NA and core diameter D (NA is 0.083, D is 10 μm, NA is 0.077, D is 15 μm, NA is 0.071 and D is 20 μm, NA is 0. The length of the coreless fiber for five types of optical fiber terminals in which one end face of the coreless fiber is joined to the end face of five types of LMA fibers having 067, D of 25 μm, and NA of 0.063 and D of 30 μm) L (mm) and the diameter of the beam at the output end of the coreless fiber (in relation to the beam diameter of the fundamental mode, the beam diameter in the ± 2σ range in terms of Gaussian distribution probability) 1.5 times (in Gaussian distribution probability) Fig. 3 is a graph showing the relationship with the ± 3σ range). ＬＭＡファイバ端面にコアレスファイバの一端面が接合されて成る光ファイバ端末において、ＬＭＡファイバにおけるコア径Ｄ（μｍ）と反射減衰量４７ｄＢ以上が確保されるコアレスファイバの最短長さＬmin（ｍｍ）との関係を示すグラフ図。In an optical fiber terminal in which one end face of coreless fiber is joined to the end face of LMA fiber, core diameter D (μm) in LMA fiber and shortest length Lmin (mm) of coreless fiber ensuring a return loss of 47 dB or more The graph which shows a relation.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

まず、本発明は、高出力ファイバレーザ用のＬＭＡファイバが適用された光ファイバ端末において、０．２ｄＢ以下の低挿入損失および４７ｄＢ以上の反射減衰量を実現すると同時に、部品の単純化、小型化による省コストを実現するためビームの軸ずれが小さな光ファイバ端末を提供することを目的とし、本発明者等が行った以下の「技術的検討」を経て完成されたものである。 First, the present invention achieves low insertion loss of 0.2 dB or less and return loss of 47 dB or more in an optical fiber terminal to which an LMA fiber for high-power fiber laser is applied, and at the same time simplifies and miniaturizes parts. In order to provide cost savings due to the above, the object of the present invention is to provide an optical fiber terminal with a small beam axis offset, and has been completed through the following "technical examination" conducted by the present inventors.

「技術的検討」
（１）５種類の光ファイバ端末
ＬＭＡファイバ端面にコアレスファイバの一端面が接合されて成る５種類の光ファイバ端末を検討するに当たり、表１に示されている「ＬＭＡファイバの開口数、コア径、クラッド径」および「コアレスファイバの直径（コアレスファイバ径）」を組み合わせた構成例１〜５について検討を行った。 "Technical consideration"
(1) Five types of optical fiber terminals When considering five types of optical fiber terminals in which one end surface of coreless fiber is joined to the end surface of LMA fiber, the numerical aperture and core diameter of LMA fiber shown in Table 1 Examples 1 to 5 in which the diameter of the clad and the diameter of the coreless fiber (coreless fiber diameter) were combined were examined.

尚、各光ファイバ端末に入射されるレーザ光の波長は１．０６μｍとしている。 The wavelength of the laser beam incident on each optical fiber terminal is 1.06 μm.

（２）小さな「挿入損失」を可能とする光ファイバ端末のコアレスファイバ長さＬ
特許文献２においては、上記課題欄に記載したように、コアレスファイバの直径とコアレスファイバ端面から出射するビーム直径が略同一となる条件（コアレスファイバ直径が１２５μｍ、コアレスファイバ端面から出射するビーム直径が１２０μｍ）の場合、挿入損失がおよそ０．２０２ｄＢと計算され、損失が発生する。 (2) Coreless fiber length L of an optical fiber terminal that enables small "insertion loss"
In Patent Document 2, as described in the above section, the condition that the diameter of the coreless fiber and the beam diameter emitted from the coreless fiber end face are substantially the same (the coreless fiber diameter is 125 μm, and the beam diameter emitted from the coreless fiber end face is In the case of 120 μm, the insertion loss is calculated to be approximately 0.202 dB, and a loss occurs.

本発明では、ＬＭＡファイバに適した小さな「挿入損失」とするため、コアレスファイバの直径をコアレスファイバ出射端におけるビーム径（基本モードのビーム径に係り、ガウス分布の確率でいうところの±２σ範囲のビーム径）の１．５倍以上とすることにより小さな「挿入損失」を実現している。コアレスファイバの直径がコアレスファイバ出射端におけるビーム径（基本モードのビーム径に係り、ガウス分布の確率でいうところの±２σ範囲のビーム径）の１．５倍であれば、コアレスファイバ出射端のビーム径は、ビームがガウシアンであればガウス分布の確率で言う±３σの範囲のビーム、つまり０．０１３ｄＢの小さな「挿入損失」が可能となる。 In the present invention, in order to make it a small "insertion loss" suitable for LMA fibers, the diameter of the coreless fiber is the beam diameter at the output end of the coreless fiber (in relation to the beam diameter of the fundamental mode The small “insertion loss” is realized by setting the beam diameter to 1.5 times or more. If the diameter of the coreless fiber is 1.5 times the beam diameter at the coreless fiber emission end (the beam diameter in the ± 2σ range in terms of the Gaussian distribution probability with respect to the beam diameter of the fundamental mode), the coreless fiber emission end As for the beam diameter, if the beam is Gaussian, a beam with a range of ± 3σ in terms of Gaussian distribution probability, that is, a small “insertion loss” of 0.013 dB becomes possible.

以下、開口数ＮＡとコア径Ｄを変えた５種類のＬＭＡファイバ（ＮＡが０．０８３でＤが１０μｍ、ＮＡが０．０７７でＤが１５μｍ、ＮＡが０．０７１でＤが２０μｍ、ＮＡが０．０６７でＤが２５μｍ、および、ＮＡが０．０６３でＤが３０μｍである５種類のＬＭＡファイバ）端面にコアレスファイバの一端面がそれぞれ接合されて成る５種類の光ファイバ端末を対象とし、各光ファイバ端末におけるコアレスファイバの長さＬ（ｍｍ）とコアレスファイバの出射端におけるビーム直径（基本モードのビーム径に係り、ガウス分布の確率でいうところの±２σ範囲のビーム径）の１．５倍（ガウス分布の確率でいうところの±３σ範囲）との関係について、図３のグラフ図に示す。 Hereinafter, five types of LMA fibers with different numerical aperture NA and core diameter D (NA is 0.083, D is 10 μm, NA is 0.077, D is 15 μm, NA is 0.071 and D is 20 μm, NA is Five types of LMA fibers with 0.067 D 25 μm, and NA 0.063 D 30 μm) One end of the coreless fiber is bonded to one end of five types of optical fiber ends, 1. The length L (mm) of the coreless fiber at each optical fiber terminal and the beam diameter at the output end of the coreless fiber (the beam diameter in the ± 2σ range in terms of Gaussian distribution probability according to the beam diameter of the fundamental mode) The relationship with 5 times (± 3σ range in terms of probability of Gaussian distribution) is shown in the graph of FIG.

すなわち、
（ａ）開口数ＮＡが０．０８３でかつコア径Ｄが１０μｍのＬＭＡファイバ端面にコアレスファイバの一端面が接合されて成る光ファイバ端末におけるコアレスファイバの長さＬ（ｍｍ）とコアレスファイバ出射端におけるビーム直径（基本モードのビーム径に係り、ガウス分布の確率でいうところの±２σ範囲のビーム径）の１．５倍との関係は図３において直線ａで示され、
（ｂ）開口数ＮＡが０．０７７でかつコア径Ｄが１５μｍのＬＭＡファイバ端面にコアレスファイバの一端面が接合されて成る光ファイバ端末におけるコアレスファイバの長さＬ（ｍｍ）とコアレスファイバ出射端におけるビーム直径（基本モードのビーム径に係り、ガウス分布の確率でいうところの±２σ範囲のビーム径）の１．５倍との関係は図３において直線ｂで示され、
（ｃ）開口数ＮＡが０．０７１でかつコア径Ｄが２０μｍのＬＭＡファイバ端面にコアレスファイバの一端面が接合されて成る光ファイバ端末におけるコアレスファイバの長さＬ（ｍｍ）とコアレスファイバ出射端におけるビーム直径（基本モードのビーム径に係り、ガウス分布の確率でいうところの±２σ範囲のビーム径）の１．５倍との関係は図３において直線ｃで示され、
（ｄ）開口数ＮＡが０．０６７でかつコア径Ｄが２５μｍのＬＭＡファイバ端面にコアレスファイバの一端面が接合されて成る光ファイバ端末におけるコアレスファイバの長さＬ（ｍｍ）とコアレスファイバ出射端におけるビーム直径（基本モードのビーム径に係り、ガウス分布の確率でいうところの±２σ範囲のビーム径）の１．５倍との関係は図３において直線ｄで示され、および、
（ｅ）開口数ＮＡが０．０６３でかつコア径Ｄが３０μｍのＬＭＡファイバ端面にコアレスファイバの一端面が接合されて成る光ファイバ端末におけるコアレスファイバの長さＬ（ｍｍ）とコアレスファイバ出射端におけるビーム直径（基本モードのビーム径に係り、ガウス分布の確率でいうところの±２σ範囲のビーム径）の１．５倍との関係は図３において直線ｅで示される。 That is,
(A) The length L (mm) of the coreless fiber and the coreless fiber emission end in an optical fiber end formed by joining one end of the coreless fiber to an LMA fiber end face having a numerical aperture NA of 0.083 and a core diameter D of 10 μm The relationship between the beam diameter at 1.5 and the 1.5 times the beam diameter of the fundamental mode (the beam diameter in the ± 2σ range in terms of Gaussian distribution probability) is shown by a straight line a in FIG.
(B) The length L (mm) of the coreless fiber and the coreless fiber emission end in an optical fiber end formed by joining one end of the coreless fiber to an LMA fiber end face having a numerical aperture NA of 0.077 and a core diameter D of 15 μm The relationship between the beam diameter at 1.5 and the 1.5 times the beam diameter in the fundamental mode (the beam diameter in the ± 2σ range in terms of Gaussian distribution probability) is shown by a straight line b in FIG.
(C) The length L (mm) of the coreless fiber and the coreless fiber emission end in an optical fiber terminal formed by joining one end of the coreless fiber to an LMA fiber end face having a numerical aperture NA of 0.071 and a core diameter D of 20 μm The relationship between the beam diameter at 1.5 and the 1.5 times the beam diameter at the fundamental mode beam diameter (± 2σ beam diameter in terms of Gaussian distribution probability) is shown by a straight line c in FIG.
(D) The length L (mm) of the coreless fiber and the coreless fiber emission end in an optical fiber end formed by joining one end of the coreless fiber to an LMA fiber end face having a numerical aperture NA of 0.067 and a core diameter D of 25 μm The relationship between the beam diameter at 1.5 and the 1.5 times the beam diameter of the fundamental mode (the beam diameter in the ± 2σ range in terms of Gaussian distribution probability) is shown by a straight line d in FIG.
(E) The length L (mm) of the coreless fiber and the coreless fiber emission end in an optical fiber end formed by joining one end of the coreless fiber to an LMA fiber end face having a numerical aperture NA of 0.063 and a core diameter D of 30 μm The relationship between the beam diameter at 1.5 mm and the beam diameter at 1.5 times the beam diameter of the fundamental mode (the beam diameter in the ± 2σ range in terms of Gaussian distribution probability) is shown by a straight line e in FIG.

ところで、シングルモードファイバの開口数ＮＡは、コア径をＤ、波長をλとした場合にＮＡ＝λ／πＤとなるが、ＬＭＡファイバはマルチモードであるため、開口数ＮＡは回折拡がりではなく、高次モードのパワー分布に依存するようになる。 By the way, although the numerical aperture NA of a single mode fiber is NA = λ / πD when the core diameter is D and the wavelength is λ, the LMA fiber is multi-mode, so the numerical aperture NA is not diffraction spread, It becomes dependent on the power distribution of higher order modes.

このとき、開口数ＮＡは、ＮＡ＝１／（αＤ＋β）［ここで、ＤはＬＭＡファイバのコア径、α、βは定数である。］と表すことができるため、図３に示すＬＭＡファイバから出射したビームがコアレスファイバを伝搬するときの開口数ＮＡは、
ＮＡ＝１／（０．２Ｄ＋１０）と求めることができる。 At this time, the numerical aperture NA is NA = 1 / (αD + β) [where, D is the core diameter of the LMA fiber, and α and β are constants. Since the beam emitted from the LMA fiber shown in FIG. 3 propagates through a coreless fiber, the numerical aperture NA is
It can be determined that NA = 1 / (0.2D + 10).

上記開口数ＮＡのとき、コアレスファイバを伝搬するマルチモードのビーム径は、ＬＭＡファイバのコア径をＤ（μｍ）、コアレスファイバの長さをＬ（ｍｍ）とした場合、
マルチモードのビーム径（ｍｍ）＝Ｄ／１０００＋２×Ｌ×ＮＡ
となるが、このマルチモードのビーム径は基本モードのビーム径の１．５倍に相当している。 In the case of the above numerical aperture NA, the beam diameter of the multimode propagating in the coreless fiber is as follows: when the core diameter of the LMA fiber is D (μm) and the length of the coreless fiber is L (mm)
Multimode beam diameter (mm) = D / 1000 + 2 x L x NA
However, the beam diameter of this multimode corresponds to 1.5 times the beam diameter of the fundamental mode.

そして、光ファイバ端末を製造する場合、ＬＭＡファイバ端面とコアレスファイバ端面を融着するため、ＬＭＡファイバのクラッド径とコアレスファイバの直径は同一径であることが求められる。このため、ＬＭＡファイバのコア径をＤ（μｍ）、ＬＭＡファイバのクラッド径をφ（μｍ）とした場合、上記コアレスファイバ出射端におけるビーム直径（基本モードのビーム径に係り、ガウス分布の確率でいうところの±２σ範囲のビーム径）の１．５倍がコアレスファイバの直径となるコアレスファイバの最長長さＬmaxは、上記マルチモードのビーム径がコアレスファイバの直径になったときの長さであるので、下記式Ａにより求められる。
Ｌmax＝５×１０^-4×（φ−Ｄ）×（０．２×Ｄ＋１０）（式Ａ）
［但し、式Ａ中、ＤはＬＭＡファイバのコア径（μｍ）、φはＬＭＡファイバのクラッド径（μｍ）である。］ And when manufacturing an optical fiber terminal, in order to fuse | fuse the LMA fiber end surface and a coreless fiber end surface, it is calculated | required that the diameter of the clad of LMA fiber and the diameter of a coreless fiber are the same diameter. Therefore, assuming that the core diameter of the LMA fiber is D (μm) and the cladding diameter of the LMA fiber is φ (μm), the beam diameter at the output end of the coreless fiber (regarding the beam diameter of the fundamental mode The maximum length Lmax of a coreless fiber where the diameter of the coreless fiber is 1.5 times the beam diameter in the ± 2σ range) is the length when the multimode beam diameter becomes the diameter of the coreless fiber As it is, it is obtained by the following formula A
Lmax = 5 × 10 ⁻⁴ × (φ−D) × (0.2 × D + 10) (Formula A)
[Wherein, in the formula A, D is the core diameter (μm) of the LMA fiber, and φ is the cladding diameter (μm) of the LMA fiber. ]

そして、コアレスファイバの長さが上記式Ａで定義されるＬmax以下であれば、挿入損失０．２ｄＢ以下の光ファイバ端末を実現できるため、光ファイバ端末周辺に配置された光学部品の破壊を回避することが可能となる。 And if the coreless fiber length is Lmax or less defined by the above-mentioned formula A, an optical fiber terminal with an insertion loss of 0.2 dB or less can be realized, thus avoiding destruction of the optical components arranged around the optical fiber terminal It is possible to

例えば、ＬＭＡファイバのコア径Ｄが１０μｍ、ＬＭＡファイバのクラッド径φおよびコアレスファイバ直径が４００μｍである構成例１（表１参照）の光ファイバ端末におけるコアレスファイバの最長長さＬmaxが２．３４ｍｍと計算される。 For example, when the core diameter D of the LMA fiber is 10 μm and the clad diameter φ of the LMA fiber and the coreless fiber diameter is 400 μm, the maximum length Lmax of the coreless fiber in the optical fiber terminal is 2.34 mm. Calculated

（３）反射減衰量を４７ｄＢ以上とする光ファイバ端末のコアレスファイバ長さＬ
ＬＭＡファイバで構成される光ファイバ１端面に、石英ガラス等で構成される光ファイバコア１１と略同一の屈折率を有するコアレスファイバ２を接合して成る図１の光ファイバ端末においては、光ファイバコア１１から出射した光がコアレスファイバ２中を拡がりながら伝搬した後にコアレスファイバ２の出射端面でビームの一部が反射し、その反射光がビーム進行方向とは反対方向に向かってビーム径を拡大しながら伝搬し、更にその光の一部が再び光ファイバコア１１に戻る。その光の割合を示しているのが前記式１から求められる反射減衰量であり、通信用途において上記反射減衰量は５０ｄＢ以上であることが一般的な仕様となっている。その理由は、光通信では高密度で微弱な光信号を正確に伝搬する必要があるためであり、反射光の影響でレーザ光源の出力が揺らいでしまうと光信号の正確さが失われてしまう。これに対し、高出力ファイバレーザでは、レーザ光のパワー伝搬が達成できれば良く、光信号としての正確さは求められないため、４７ｄＢであっても良好なレーザ加工の品質が得られる。 (3) Coreless fiber length L of an optical fiber terminal with a return loss of 47 dB or more
In the optical fiber terminal of FIG. 1, the coreless fiber 2 having a refractive index substantially the same as that of the optical fiber core 11 made of silica glass or the like is joined to the end face of the optical fiber 1 made of LMA fiber. After the light emitted from the core 11 propagates in the coreless fiber 2 and propagates, a part of the beam is reflected at the emission end face of the coreless fiber 2, and the reflected light expands the beam diameter in the direction opposite to the beam traveling direction While propagating, part of the light returns to the optical fiber core 11 again. The ratio of the light is indicated by the reflection attenuation amount obtained from the equation 1, and it is a general specification that the reflection attenuation amount is 50 dB or more in communication applications. The reason is that in optical communication it is necessary to accurately propagate a high density and weak light signal, and if the output of the laser light source fluctuates due to the influence of reflected light, the accuracy of the light signal is lost . On the other hand, in the case of a high-power fiber laser, it is only necessary to achieve power transmission of laser light, and the accuracy as an optical signal is not required. Therefore, good laser processing quality can be obtained even at 47 dB.

そこで、表１の構成例１〜構成例５毎に反射減衰量が４７ｄＢ以上となるコアレスファイバの最短長さを求め、これをグラフ化したものが図４である。 Therefore, the shortest length of the coreless fiber for which the return loss amount is 47 dB or more is determined for each of the configuration examples 1 to 5 in Table 1, and the graph is graphed in FIG.

図４のグラフ図に示すように、ＬＭＡファイバのコア径Ｄ（μｍ）を変数とし、反射減衰量が４７ｄＢとなるコアレスファイバの最短長さＬminを求めると、
Ｌmin＝０．００１Ｄ²＋０．０４５３Ｄ＋０．０１６（式Ｂ）
［但し、式Ｂ中、ＤはＬＭＡファイバのコア径（μｍ）である。］
となり、ＬＭＡファイバのコア径が１０μｍである構成例１に係る光ファイバ端末においては、コアレスファイバの最短長さＬminは０．５７ｍｍと計算される。 As shown in the graph of FIG. 4, when the core diameter D (μm) of the LMA fiber is used as a variable and the minimum length L min of the coreless fiber with a return loss of 47 dB is obtained,
Lmin = 0.001 D ² + 0.0453 D + 0.016 (Formula B)
[Wherein, in the formula B, D is the core diameter (μm) of the LMA fiber. ]
Thus, in the optical fiber terminal according to the configuration example 1 in which the core diameter of the LMA fiber is 10 μm, the shortest length Lmin of the coreless fiber is calculated to be 0.57 mm.

（４）０．２ｍｍ≦（Ｌmax−Ｌmin）≦１．８ｍｍの条件について
上記（２）（３）の技術的検討から構成例１〜構成例５毎にコアレスファイバの最適長さが存在しており、挿入損失が０．２ｄＢ以下でかつ反射減衰量が４７ｄＢ以上の光ファイバ端末を実現するには、表２に示すコアレスファイバの長さに設定する必要がある。 (4) On the condition of 0.2 mm ≦ (Lmax−Lmin) ≦ 1.8 mm From the technical examination of the above (2) and (3), the optimum length of the coreless fiber exists for each of the configuration examples 1 to 5. In order to realize an optical fiber terminal having an insertion loss of 0.2 dB or less and a return loss of 47 dB or more, the coreless fiber length shown in Table 2 needs to be set.

ところで、光ファイバ端末におけるコアレスファイバの長さは、ＬＭＡファイバとコアレスファイバを融着した後、コアレスファイバ端面を研磨して調整されるため、コアレスファイバの最長長さＬmaxとコアレスファイバの最短長さＬminの差（Ｌmax−Ｌmin）が小さい場合、コアレスファイバの長さ調整作業が難しくなり、かつ、長さ調整作業に高い加工精度が求められる問題を生ずる。 By the way, since the length of the coreless fiber in the optical fiber terminal is adjusted by fusing the LMA fiber and the coreless fiber and then polishing the end face of the coreless fiber, the longest length Lmax of the coreless fiber and the shortest length of the coreless fiber When the Lmin difference (Lmax−Lmin) is small, the length adjustment operation of the coreless fiber becomes difficult, and a problem arises in that high processing accuracy is required for the length adjustment operation.

そこで、これ等の問題を回避するため、コアレスファイバの最長長さＬmaxとコアレスファイバの最短長さＬminの差（Ｌmax−Ｌmin）は０．２ｍｍ以上であることを要する。 Therefore, in order to avoid these problems, the difference (Lmax−Lmin) between the maximum length Lmax of the coreless fiber and the minimum length Lmin of the coreless fiber needs to be 0.2 mm or more.

一方、上記コアレスファイバの最長長さＬmaxとコアレスファイバの最短長さＬminの差（Ｌmax−Ｌmin）が大きい場合、このような状態はＬＭＡファイバのクラッド径およびコアレスファイバの直径を大きくすることで実現できるが、このような状態の光ファイバ端末は柔軟性に欠け、取扱いが困難となる問題を生ずる。 On the other hand, when the difference (Lmax−Lmin) between the maximum length Lmax of the coreless fiber and the minimum length Lmin of the coreless fiber is large, such a state is realized by increasing the diameter of the cladding of the LMA fiber and the diameter of the coreless fiber. Although this is possible, the optical fiber terminal in such a state lacks flexibility and causes problems of handling.

そこで、この問題を回避するため、コアレスファイバの最長長さＬmaxとコアレスファイバの最短長さＬminの差（Ｌmax−Ｌmin）は１．８ｍｍ以下であることを要する。 Therefore, in order to avoid this problem, the difference (Lmax−Lmin) between the maximum length Lmax of the coreless fiber and the minimum length Lmin of the coreless fiber needs to be 1.8 mm or less.

すなわち、コアレスファイバの最長長さＬmaxと最短長さＬminの差（Ｌmax−Ｌmin）は、０．２ｍｍ≦（Ｌmax−Ｌmin）≦１．８ｍｍの範囲に設定されることを要する。 That is, the difference (Lmax−Lmin) between the longest length Lmax and the shortest length Lmin of the coreless fiber needs to be set in the range of 0.2 mm ≦ (Lmax−Lmin) ≦ 1.8 mm.

以下、実施例について比較例を挙げて具体的に説明する。 Examples will be specifically described below with reference to comparative examples.

尚、図１は、光ファイバ端末の光出射端面近傍にコリメートレンズ３が配置された光コリメータを示し、図２は、図１に示す光コリメータの一つを出射コリメータとし、対向側にもう一つの光コリメータを受光コリメータとして配置した光結合系を示している。 1 shows an optical collimator in which a collimator lens 3 is disposed in the vicinity of the light emitting end face of the optical fiber terminal, and FIG. 2 shows one of the optical collimators shown in FIG. It shows an optical coupling system in which two optical collimators are arranged as light receiving collimators.

光ファイバ端末から出射された光は、図２に示すようにコリメートレンズ３を通過してコリメート光となり、受光側のコリメートレンズ３で集光され、受光側光ファイバ端末の光ファイバコア１１に結合する。 The light emitted from the optical fiber terminal passes through the collimating lens 3 to become collimated light as shown in FIG. 2, and is collected by the collimating lens 3 on the light receiving side and coupled to the optical fiber core 11 of the light receiving side optical fiber terminal Do.

光ファイバ端末の「挿入損失」は、レーザ光源（図示せず）から光ファイバ端末の光ファイバコア１１に導かれた光が図２に示すようにコアレスファイバ２を透過し、更にコリメートレンズ３を透過する間に受けた損失として評価した。また「結合損失」は、レーザ光源（図示せず）から光ファイバ端末の光ファイバコア１１に導かれた光が図２に示すようにコアレスファイバ２、コリメートレンズ３を透過し、かつ、受光側のコリメートレンズ３で集光されて受光側光ファイバ端末の光ファイバコア１１に結合し、透過した後に光検出器（図示せず）で測定して求めた。更に「反射減衰量」は、前記式１に基づいて求められている。 The “insertion loss” of the optical fiber terminal is such that the light guided from the laser light source (not shown) to the optical fiber core 11 of the optical fiber terminal passes through the coreless fiber 2 as shown in FIG. It was evaluated as the loss received while penetrating. “Coupling loss” means that the light guided from the laser light source (not shown) to the optical fiber core 11 of the optical fiber terminal passes through the coreless fiber 2 and the collimator lens 3 as shown in FIG. The light is collected by the collimating lens 3 of the second embodiment, coupled to the optical fiber core 11 of the light receiving side optical fiber terminal, transmitted, and then measured by the light detector (not shown). Furthermore, the “reflection attenuation amount” is obtained based on the above equation 1.

［実施例１］
ＬＭＡファイバとして、光ファイバのコア径Ｄが１０μｍ、開口数が０．０８、光ファイバのクラッド径φが４００μｍである米国ニューファン社製の「ＬＭＡ−ＧＤＦ−１０／４００光ファイバ」を用い、コアレスファイバとして、直径４００μｍの米国ニューファン社製の「ＭＭ−４００−ＦＡコアレスファイバ」を用いると共に、ＬＭＡファイバとコアレスファイバの各端面を対向させて株式会社フジクラ製の「ＦＳＭ−１００Ｍ型の光ファイバ融着接続機」にて接合して実施例１に係る光ファイバ端末を作製した。 Example 1
As the LMA fiber, "LMA-GDF-10 / 400 optical fiber" manufactured by Newfan of the United States of America, in which the core diameter D of the optical fiber is 10 μm, the numerical aperture is 0.08, and the cladding diameter φ of the optical fiber is 400 μm, As the coreless fiber, "MM-400-FA coreless fiber" manufactured by New Fan, Inc. with a diameter of 400 μm is used, and the end faces of LMA fiber and coreless fiber are opposed to each other to make "FSM-100M type light" manufactured by Fujikura Ltd. The optical fiber terminal according to Example 1 was manufactured by bonding using a fiber fusion splicer.

次に、光ファイバコア１１の光軸に垂直な面に対して角度０°かつ加工公差±１°の条件でコアレスファイバの出射端面を研磨し、更に、コアレスファイバの出射端面表面に透過率９９．８％以上の反射防止膜を形成した。 Next, the output end face of the coreless fiber is polished under the condition of an angle of 0 ° and a processing tolerance of ± 1 ° with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the optical fiber core 11, and the transmittance of 99% An antireflective film of 8% or more was formed.

実施例１に係る光ファイバ端末の上記コアレスファイバの最長長さＬmaxは２．３４ｍｍ、コアレスファイバの最短長さＬminは０．５７ｍｍで、その差（Ｌmax−Ｌmin）は、１．７７ｍｍであることからコアレスファイバ端面を±０．８８ｍｍの加工精度で研磨すればよく、高度で高価な加工技術を用いることなく、低価格で高出力ファイバレーザに適した光ファイバ端末の実現が可能となった。 The longest length Lmax of the coreless fiber of the optical fiber terminal according to Example 1 is 2.34 mm, the shortest length Lmin of the coreless fiber is 0.57 mm, and the difference (Lmax−Lmin) is 1.77 mm. From this, it is possible to polish the coreless fiber end face with a processing accuracy of ± 0.88 mm, and it becomes possible to realize an optical fiber terminal suitable for high-power fiber laser at low cost without using advanced and expensive processing technology.

次に、コアレスファイバ長を０．７９ｍｍに設定して光ファイバ端末を作製し、出射ビームの真円度、反射減衰量、挿入損失、結合損失を評価した。挿入損失、結合損失を評価する場合は、焦点距離が４ｍｍのコリメートレンズを用い、結合損失を評価する場合は、コリメートレンズ間の距離を４０ｍｍとした。 Next, an optical fiber terminal was manufactured by setting the coreless fiber length to 0.79 mm, and the roundness of the outgoing beam, the return loss, the insertion loss, and the coupling loss were evaluated. When evaluating insertion loss and coupling loss, a collimating lens with a focal length of 4 mm was used, and when evaluating coupling loss, the distance between the collimating lenses was 40 mm.

表３に評価結果を示すが、０．２ｄＢ以下の低挿入損失、４７ｄＢ以上の反射減衰量を満たしており、かつ、出射ビームについても０．９８の真円度を実現できた。 The evaluation results are shown in Table 3. The low insertion loss of 0.2 dB or less, the return loss of 47 dB or more are satisfied, and the roundness of 0.98 can be realized also for the outgoing beam.

また、実施例１に係るコアレスファイバ長さの公差は±０．８８ｍｍで上述したように加工が極めて容易となり、工業的に低価格の光ファイバ端末を提供することができる。 In addition, the tolerance of the coreless fiber length according to the first embodiment is ± 0.88 mm, which makes the processing extremely easy as described above, and an optical fiber terminal with low cost can be provided industrially.

［実施例２］
ＬＭＡファイバとして、光ファイバのコア径Ｄが１５μｍ、開口数が０．０８、光ファイバのクラッド径φが２００μｍである光ファイバを用い、コアレスファイバとして、直径２００μｍの米国ニューファン社製の「ＭＭ−２００−ＦＡコアレスファイバ」を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例２に係る光ファイバ端末を作製した。 Example 2
As an LMA fiber, an optical fiber having a core diameter D of 15 μm, a numerical aperture of 0.08, and an optical fiber cladding diameter φ of 200 μm is used as the LMA fiber. An optical fiber terminal according to Example 2 was produced in the same manner as Example 1 except that “−200-FA coreless fiber” was used.

実施例２に係る光ファイバ端末の上記コアレスファイバの最長長さＬmaxは１．２０ｍｍ、コアレスファイバの最短長さＬminは０．９２ｍｍで、その差（Ｌmax−Ｌmin）は、０．２８ｍｍであることからコアレスファイバ端面を±０．１４ｍｍの加工精度で研磨すればよく、容易に高性能光ファイバ端末の実現が可能となった。 The longest length Lmax of the coreless fiber of the optical fiber terminal according to Example 2 is 1.20 mm, the shortest length Lmin of the coreless fiber is 0.92 mm, and the difference (Lmax−Lmin) is 0.28 mm. Therefore, it is sufficient to polish the coreless fiber end face with a processing accuracy of ± 0.14 mm, and it has become possible to easily realize a high-performance optical fiber terminal.

次に、コアレスファイバ長を１．１０ｍｍに設定して光ファイバ端末を作製し、実施例１と同様に出射ビームの真円度、反射減衰量、挿入損失、結合損失を評価した。 Next, an optical fiber terminal was manufactured by setting the coreless fiber length to 1.10 mm, and the roundness of the outgoing beam, the return loss amount, the insertion loss, and the coupling loss were evaluated in the same manner as in Example 1.

表３に評価結果を示すが、０．２ｄＢ以下の低挿入損失、４７ｄＢ以上の反射減衰量を満たしており、かつ、出射ビームについても０．９６の真円度を実現できた。 The evaluation results are shown in Table 3. The low insertion loss of 0.2 dB or less, the return loss of 47 dB or more are satisfied, and the roundness of 0.96 can be realized also for the outgoing beam.

また、実施例２に係るコアレスファイバ長さの公差は±０．１４ｍｍで上述したように加工が極めて容易となり、工業的に低価格の光ファイバ端末を提供することができる。 Further, the tolerance of the coreless fiber length according to the second embodiment is ± 0.14 mm, which makes the processing extremely easy as described above, and it is possible to provide an industrially low cost optical fiber terminal.

［実施例３］
ＬＭＡファイバとして、光ファイバのコア径Ｄが２０μｍ、開口数が０．０７、光ファイバのクラッド径φが４００μｍである米国ニューファン社製の「ＬＭＡ−ＧＤＦ−２０／４００−Ｍ光ファイバ」を用い、コアレスファイバとして、直径４００μｍの米国ニューファン社製の「ＭＭ−４００−ＦＡコアレスファイバ」を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例３に係る光ファイバ端末を作製した。 [Example 3]
As an LMA fiber, "LMA-GDF-20 / 400-M optical fiber" manufactured by Newfan of the United States, in which the core diameter D of the optical fiber is 20 μm, the numerical aperture is 0.07, and the clad diameter φ of the optical fiber is 400 μm An optical fiber terminal according to Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that “MM-400-FA coreless fiber” manufactured by New Fan, Inc. with a diameter of 400 μm was used as the coreless fiber.

実施例３に係る光ファイバ端末の上記コアレスファイバの最長長さＬmaxは２．６６ｍｍ、コアレスファイバの最短長さＬminは１．３２ｍｍで、その差（Ｌmax−Ｌmin）は、１．３４ｍｍであることからコアレスファイバ端面を±０．６７ｍｍの加工精度で研磨すればよく、容易に高性能光ファイバ端末の実現が可能となった。 The longest length Lmax of the coreless fiber of the optical fiber terminal according to the third embodiment is 2.66 mm, the shortest length Lmin of the coreless fiber is 1.32 mm, and the difference (Lmax−Lmin) is 1.34 mm. Thus, it is sufficient to polish the coreless fiber end face with a processing accuracy of ± 0.67 mm, and it becomes possible to easily realize a high-performance optical fiber terminal.

次に、コアレスファイバ長を２．３８ｍｍに設定して光ファイバ端末を作製し、実施例１と同様に出射ビームの真円度、反射減衰量、挿入損失、結合損失を評価した。 Next, an optical fiber terminal was produced by setting the coreless fiber length to 2.38 mm, and the roundness of the outgoing beam, the return loss, the insertion loss, and the coupling loss were evaluated in the same manner as in Example 1.

また、実施例３に係るコアレスファイバ長さの公差は±０．６７ｍｍで上述したように加工が極めて容易となり、工業的に低価格の光ファイバ端末を提供することができる。 Further, the tolerance of the coreless fiber length according to the third embodiment is ± 0.67 mm, which makes the processing extremely easy as described above, and it is possible to provide an industrially low cost optical fiber terminal.

［参考例４］
ＬＭＡファイバとして、光ファイバのコア径Ｄが２５μｍ、開口数が０．０７、光ファイバのクラッド径φが４００μｍである米国ニューファン社製の「ＬＭＡ−ＧＤＦ−２５／４００光ファイバ」を用い、コアレスファイバとして、直径４００μｍの米国ニューファン社製の「ＭＭ−４００−ＦＡコアレスファイバ」を用いた以外は、実施例１と同様にして参考例４に係る光ファイバ端末を作製した。 [ Reference Example 4]
As the LMA fiber, "LMA-GDF-25 / 400 optical fiber" manufactured by Newfan of the United States of America, in which the core diameter D of the optical fiber is 25 μm, the numerical aperture is 0.07, and the cladding diameter φ of the optical fiber is 400 μm, An optical fiber terminal according to a reference example 4 was produced in the same manner as in Example 1 except that “MM-400-FA coreless fiber” manufactured by New Fan, Inc. of 400 μm in diameter was used as the coreless fiber.

参考例４に係る光ファイバ端末の上記コアレスファイバの最長長さＬmaxは２．８１ｍｍ、コアレスファイバの最短長さＬminは１．７７ｍｍで、その差（Ｌmax−Ｌmin）は、１．０４ｍｍであることからコアレスファイバ端面を±０．５２ｍｍの加工精度で研磨すればよく、容易に高性能光ファイバ端末の実現が可能となった。 It maximum length Lmax is 2.81mm above the coreless fiber of an optical fiber terminal according to Reference Example 4, the minimum length Lmin of the coreless fiber is 1.77 mm, the difference (Lmax-Lmin) is 1.04mm Therefore, it is sufficient to polish the coreless fiber end face with a processing accuracy of ± 0.52 mm, and it has become possible to easily realize a high-performance optical fiber terminal.

次に、コアレスファイバ長を２．１０ｍｍに設定して光ファイバ端末を作製し、実施例１と同様に出射ビームの真円度、反射減衰量、挿入損失、結合損失を評価した。 Next, an optical fiber terminal was manufactured by setting the coreless fiber length to 2.10 mm, and the roundness of the outgoing beam, the return loss, the insertion loss, and the coupling loss were evaluated in the same manner as in Example 1.

また、参考例４に係るコアレスファイバ長さの公差は±０．５２ｍｍで上述したように加工が極めて容易となり、工業的に低価格の光ファイバ端末を提供することができる。 Further, the tolerance of the coreless fiber length according to the reference example 4 is ± 0.52 mm, which makes the processing extremely easy as described above, and an optical fiber terminal with low cost can be provided industrially.

［実施例５］
ＬＭＡファイバとして、光ファイバのコア径Ｄが３０μｍ、開口数が０．０６、光ファイバのクラッド径φが４００μｍである米国ニューファン社製の「ＬＭＡ−ＧＤＦ−３０／４００−Ｍ光ファイバ」を用い、コアレスファイバとして、直径４００μｍの米国ニューファン社製の「ＭＭ−４００−ＦＡコアレスファイバ」を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例５に係る光ファイバ端末を作製した。 [Example 5]
As an LMA fiber, "LMA-GDF-30 / 400-M optical fiber" manufactured by Newfan of the United States, in which the core diameter D of the optical fiber is 30 μm, the numerical aperture is 0.06, and the cladding diameter φ of the optical fiber is 400 μm An optical fiber terminal according to Example 5 was produced in the same manner as Example 1, except that “MM-400-FA coreless fiber” manufactured by New Fan, Inc. of 400 μm in diameter was used as the coreless fiber.

実施例５に係る光ファイバ端末の上記コアレスファイバの最長長さＬmaxは２．９６ｍｍ、コアレスファイバの最短長さＬminは２．２８ｍｍで、その差（Ｌmax−Ｌmin）は、０．６８ｍｍであることからコアレスファイバ端面を±０．３４ｍｍの加工精度で研磨すればよく、容易に高性能光ファイバ端末の実現が可能となった。 The longest length Lmax of the coreless fiber of the optical fiber terminal according to the fifth embodiment is 2.96 mm, the shortest length Lmin of the coreless fiber is 2.28 mm, and the difference (Lmax−Lmin) is 0.68 mm. Thus, it is sufficient to polish the coreless fiber end face with a processing accuracy of ± 0.34 mm, and it has become possible to easily realize a high-performance optical fiber terminal.

次に、コアレスファイバ長を２．４９ｍｍに設定して光ファイバ端末を作製し、実施例１と同様に出射ビームの真円度、反射減衰量、挿入損失、結合損失を評価した。 Next, an optical fiber terminal was manufactured by setting the coreless fiber length to 2.49 mm, and the roundness of the outgoing beam, the return loss, the insertion loss, and the coupling loss were evaluated in the same manner as in Example 1.

また、実施例５に係るコアレスファイバ長さの公差は±０．３４ｍｍで上述したように加工が極めて容易となり、工業的に低価格の光ファイバ端末を提供することができる。 Further, the tolerance of the coreless fiber length according to the fifth embodiment is ± 0.34 mm, which makes the processing extremely easy as described above, and it is possible to provide an industrially low cost optical fiber terminal.

［比較例１］
ＬＭＡファイバとして、光ファイバのコア径Ｄが１０μｍ、開口数が０．０９、光ファイバのクラッド径φが１２５μｍである光ファイバを用い、コアレスファイバとして、直径１２５μｍの米国ニューファン社製の「ＭＭ−１２５−ＦＡコアレスファイバ」を用いた以外は、実施例１と同様にして比較例１に係る光ファイバ端末を作製した。 Comparative Example 1
As an LMA fiber, an optical fiber having an optical fiber core diameter D of 10 μm, a numerical aperture of 0.09 and an optical fiber cladding diameter φ of 125 μm is used. An optical fiber terminal according to Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that "-125-FA coreless fiber" was used.

比較例１に係る光ファイバ端末の式Ａで定義されるコアレスファイバの最長長さＬmaxは０．６９ｍｍ、式Ｂで定義されるコアレスファイバの最短長さＬminは０．５７ｍｍで、その差（Ｌmax−Ｌmin）は０．１２ｍｍで、コアレスファイバ端面を±０．０６ｍｍの加工精度で研磨することが要求されるため、コアレスファイバの長さ調整作業が難しくなった。 The maximum length Lmax of the coreless fiber defined by Formula A of the optical fiber terminal according to Comparative Example 1 is 0.69 mm, and the minimum length Lmin of the coreless fiber defined by Formula B is 0.57 mm, and the difference (Lmax Since -Lmin) is 0.12 mm, and it is required to polish the coreless fiber end face with a processing accuracy of ± 0.06 mm, the length adjustment operation of the coreless fiber has become difficult.

次に、コアレスファイバ長を０．５７ｍｍに設定して光ファイバ端末を作製し、実施例１と同様に出射ビームの真円度、反射減衰量、挿入損失、結合損失を評価した。 Next, an optical fiber terminal was produced by setting the coreless fiber length to 0.57 mm, and the roundness of the outgoing beam, the return loss, the insertion loss, and the coupling loss were evaluated in the same manner as in Example 1.

表３に評価結果を示すが、０．２ｄＢ以下の低挿入損失、４７ｄＢ以上の反射減衰量を満たしており、かつ、出射ビームについても０．９５の真円度を実現できた。 The evaluation results are shown in Table 3. The low insertion loss of 0.2 dB or less, the return loss of 47 dB or more are satisfied, and the roundness of 0.95 can be realized also for the outgoing beam.

しかし、比較例１に係るコアレスファイバ長さの公差は±０．０６ｍｍであるため高い加工精度が求められ、上述したようにコアレスファイバの長さ調整加工が非常に難しくなった。このため、工業的に低価格の光ファイバ端末を提供することは困難であった。 However, since the tolerance of the coreless fiber length according to Comparative Example 1 is ± 0.06 mm, high processing accuracy is required, and as described above, the length adjustment processing of the coreless fiber has become very difficult. For this reason, it has been difficult to provide a low cost optical fiber terminal industrially.

［比較例２］
ＬＭＡファイバとして、光ファイバのコア径Ｄが２０μｍ、開口数が０．０７、光ファイバのクラッド径φが２００μｍである光ファイバを用い、コアレスファイバとして、直径２００μｍの米国ニューファン社製の「ＭＭ−２００−ＦＡコアレスファイバ」を用いて比較例２に係る光ファイバ端末の作製を試みた。 Comparative Example 2
As an LMA fiber, an optical fiber having an optical fiber core diameter D of 20 μm, a numerical aperture of 0.07, and an optical fiber cladding diameter φ of 200 μm is used. An attempt was made to manufacture an optical fiber terminal according to Comparative Example 2 using “−200-FA coreless fiber”.

しかし、比較例２に係る光ファイバ端末の式Ａで定義されるコアレスファイバの最長長さＬmaxは１．２６ｍｍ（コア径Ｄが２０μｍである図３の直線ｃにおける縦軸「ビーム直径の１．５倍」欄の２００μｍに対応した横軸「コアレスファイバ長さＬ」欄の数値となる）、式Ｂで定義されるコアレスファイバの最短長さＬminは１．３３ｍｍとなるため、比較例２に係る光ファイバ端末では０．２ｄＢ以下の低挿入損失および４７ｄＢ以上の反射減衰量を実現できないことが確認される。 However, the maximum length Lmax of the coreless fiber defined by the formula A of the optical fiber terminal according to the comparative example 2 is 1.26 mm (the vertical axis “1 of the beam diameter in the straight line c of FIG. Since the shortest length Lmin of the coreless fiber defined by the equation B is 1.33 mm in the horizontal axis “coreless fiber length L” corresponding to 200 μm in the “5 ×” It is confirmed that such an optical fiber terminal can not realize a low insertion loss of 0.2 dB or less and a return loss of 47 dB or more.

［比較例３］
ＬＭＡファイバとして、光ファイバのコア径Ｄが２５μｍ、開口数が０．０６７、光ファイバのクラッド径φが２５０μｍである米国ニューファン社製の「ＬＭＡ−ＧＤＦ−２５／２５０−Ｍ光ファイバ」を用い、コアレスファイバとして、直径２５０μｍの米国ニューファン社製の「ＭＭ−２５０−ＦＡコアレスファイバ」を用いて比較例３に係る光ファイバ端末の作製を試みた。 Comparative Example 3
As an LMA fiber, “LMA-GDF-25 / 250-M optical fiber” manufactured by Newfan of the United States of America having a core diameter D of an optical fiber of 25 μm, a numerical aperture of 0.067 and an optical fiber cladding diameter φ of 250 μm Using the “MM-250-FA coreless fiber” of 250 μm diameter, manufactured by New Fan, Inc., as the coreless fiber, the manufacture of the optical fiber terminal according to Comparative Example 3 was tried.

しかし、比較例３に係る光ファイバ端末の式Ａで定義されるコアレスファイバの最長長さＬmaxは１．６９ｍｍ、式Ｂで定義されるコアレスファイバの最短長さＬminは１．７８ｍｍとなるため、比較例３に係る光ファイバ端末では０．２ｄＢ以下の低挿入損失および４７ｄＢ以上の反射減衰量を実現できないことが確認される。 However, the maximum length Lmax of the coreless fiber defined by Formula A of the optical fiber terminal according to Comparative Example 3 is 1.69 mm, and the minimum length Lmin of the coreless fiber defined by Formula B is 1.78 mm. In the optical fiber terminal according to Comparative Example 3, it is confirmed that a low insertion loss of 0.2 dB or less and a return loss of 47 dB or more can not be realized.

［比較例４］
ＬＭＡファイバとして、光ファイバのコア径Ｄが３０μｍ、開口数が０．０６、光ファイバのクラッド径φが２５０μｍである米国ニューファン社製の「ＬＭＡ−ＧＤＦ−３０／２５０−Ｍ光ファイバ」を用い、コアレスファイバとして、直径２５０μｍの米国ニューファン社製の「ＭＭ−２５０−ＦＡコアレスファイバ」を用いて比較例４に係る光ファイバ端末の作製を試みた。 Comparative Example 4
As an LMA fiber, "LMA-GDF-30 / 250-M optical fiber" manufactured by Newfan of the United States, in which the core diameter D of the optical fiber is 30 μm, the numerical aperture is 0.06, and the cladding diameter φ of the optical fiber is 250 μm Using the “MM-250-FA coreless fiber” of 250 μm diameter, manufactured by New Fan, Inc., as the coreless fiber, the manufacture of the optical fiber terminal according to Comparative Example 4 was tried.

しかし、比較例４に係る光ファイバ端末の式Ａで定義されるコアレスファイバの最長長さＬmaxは１．７６ｍｍ、式Ｂで定義されるコアレスファイバの最短長さＬminは２．２８ｍｍとなるため、比較例４に係る光ファイバ端末では０．２ｄＢ以下の低挿入損失および４７ｄＢ以上の反射減衰量を実現できないことが確認される。 However, the maximum length Lmax of the coreless fiber defined by Formula A of the optical fiber terminal according to Comparative Example 4 is 1.76 mm, and the minimum length Lmin of the coreless fiber defined by Formula B is 2.28 mm. In the optical fiber terminal according to Comparative Example 4, it is confirmed that a low insertion loss of 0.2 dB or less and a return loss of 47 dB or more can not be realized.

本発明に係る光ファイバ端末によれば、高出力ファイバレーザの光学部品に要求される０．２ｄＢ以下の低透過損失および４７ｄＢ以上の反射減衰量を満たし、かつ、光ファイバコアの中心軸とコリメートレンズから出射したビームの光軸との軸ずれが出射ビーム直径以内となるため、高いビーム品質を有する高出力ファイバレーザ用のファイバ端末に利用される産業上の利用可能性を有する。 According to the optical fiber terminal of the present invention, the low transmission loss of 0.2 dB or less and the return loss of 47 dB or more required for the optical component of the high power fiber laser are satisfied, and the central axis of the optical fiber core and the collimate Since the axis deviation of the beam emitted from the lens with respect to the optical axis is within the diameter of the emitted beam, it has industrial applicability to be used for fiber terminals for high power fiber lasers having high beam quality.

１光ファイバ
２コアレスファイバ
３コリメートレンズ
１１光ファイバコア
１２光ファイバクラッド
Ｄ光ファイバの直径（コア径）
φ 光ファイバクラッドの直径（クラッド径）
Ｌコアレスファイバの長さ 1 optical fiber 2 coreless fiber 3 collimating lens 11 optical fiber core 12 optical fiber clad D diameter of optical fiber (core diameter)
φ Diameter of optical fiber cladding (cladding diameter)
L Coreless fiber length

Claims

The end face of an optical fiber comprising an optical fiber core having a diameter of 10 μm to 30 μm and a cladding having a diameter of 200 μm to 400 μm and having a numerical aperture NA of 0.09 or less is the same as the cladding diameter In an optical fiber terminal formed by joining one end face of a coreless fiber having a refractive index substantially the same as that of the optical fiber core in diameter,
When the maximum length of the coreless fiber defined by the formula A is Lmax (mm) and the minimum length of the coreless fiber defined by the formula B is Lmin (mm),
Lmax = 5 × 10 ⁻⁴ × (φ−D) × (0.2 × D + 10) (Formula A)
Lmin = 0.001 D ² + 0.0453 D + 0.016 (Formula B)
[In the formulas A and B, D is the core diameter (μm) of the large mode area fiber, and φ is the cladding diameter (μm) of the large mode area fiber. ]
Satisfies the condition of 0.2mm ≦ Lmax-Lmin ≦ 1.8mm, with the length of the coreless fiber is less than 2.96mm or 0.57 mm, the angle of the coreless fiber end face and at 0 ° ± 1 ° or less, and An optical fiber terminal characterized in that an antireflective film having a transmittance of 99.8% or more is formed on the surface of an output end face of a coreless fiber .

The optical fiber core has a diameter of 10 μm, a numerical aperture of 0.080 to 0.085, a diameter of the coreless fiber of 400 μm, and a coreless fiber length of 0.57 mm to 2.34 mm. The optical fiber terminal according to claim 1.

The optical fiber core is characterized in that the diameter of the optical fiber core is 15 μm, the numerical aperture is 0.075 to 0.080 , the diameter of the coreless fiber is 200 μm, and the coreless fiber length is 0.92 mm to 1.20 mm. The optical fiber terminal according to claim 1.

The optical fiber core is characterized in that the diameter of the optical fiber core is 20 μm, the numerical aperture is 0.069 to 0.074 , the diameter of the coreless fiber is 400 μm, and the coreless fiber length is 1.32 mm or more and 2.66 mm or less. The optical fiber terminal according to claim 1.

The diameter of the optical fiber core is 25 μm, the numerical aperture is 0.065 to 0.068 , the diameter of the coreless fiber is 400 μm, and the coreless fiber length is 1.77 mm to 2.81 mm. The optical fiber terminal according to claim 1.

The optical fiber core has a diameter of 30 μm, a numerical aperture of 0.060 to 0.064 , a diameter of the coreless fiber of 400 μm, and a coreless fiber length of 2.28 mm to 2.96 mm. The optical fiber terminal according to claim 1.