JPS6032653Y2 - レ−ザ光伝送装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は光ファイバのクラッド部をレーザ光から保護す
るレーザ光伝送装置に関する。

一般に、光ファイバ（オプティカルファイバ）の断面は
第１図に示すように中心部を石英ガラス製のコア部１が
あり、その囲りをシリコン樹脂製のクラッド部２で覆い
、更にそのクラッド部２をナイロン製の被覆３で覆った
構成になっている。

ところでレーザ加工用のレーザ光をこの光ファイバを使
って伝送させる場合、レーザ光の伝送は、上記コア部１
で行なわれるためレーザ光を集光光学系、例えばレンズ
等によってコア部１の直径まで集光させる必要がある。

レーザ光をレンズで集光するとその焦点面ではガウス型
の強度分布となり、集光径ｄは１ ／ ｅになる径をも
って表わされ、また集光径ｄとレーザ光の拡がり角θ及
びレンズの焦点距離ｆとの関係はｄ＝ｆθで表わされる
。

例えば、θ＝０．７５ｙｎ、ｒａｄのレーザ光をコア径
が０．１５ｍｍの光ファイバに集光させる場合、最小集
光径ｄ＝０．１５ｍｍとすればｆ＝２−となり、焦点距
離が２−のレンズを使用すればよいことになる。

しかしながら前述のように焦点面ではガウス型の強度分
布となるため、レーザ発振装置から出力されたレーザ光
はそのエネルギーの約８７％程度のコア部１に入射され
、残りの１３％程度のエネルギーはコア部１の周囲に照
射されることになる。

ところで、低損失の石英ガラスファイバーでは伝送エネ
ルギー容量として１Ｃｆ３Ｗ／ｄ程度の値が実証されて
いる。

今、パルス幅１ｍ秒、エネルギー２のジュールのレーザ
光で集光した場合、コア部１のレーザ光入射端面におけ
るレーザ光の強度（パワー密度）は約１０７Ｗ／Ｃ７＋
！程度となり、このような集光条件では石英コア自体は
十分耐え得るものである。

しかしながら、コア部１が石英ガラスファイバの場合、
そのコア部１を覆っているクラッド部２にはシリコン樹
脂が使われ、このシリコン樹脂がレーザ光で損傷を受け
ない数位置は１０’Ｗ／ｄ程度である。

ところが前述のレーザ集光条件ではクラッド部２にも１
σ〜１σＷ／ｃ１１程度のレーザ光が照射され、クラッ
ド部２は損傷を受けることになる。

そしてクラッド部２が損傷を受けると石英コア自体が変
形しレーザ光の伝送が悪くなったリ、場合によっては全
く伝送できなくなることがあった。

本考案は上記事情に鑑みなされたもので、レーザ光を伝
送させる光ファイバの先端部に、光ファイバのクラッド
部をレーザ光から保護する保護部材を設けるものであっ
て、上記クラッド部がレーザ光によって損傷を受け、レ
ーザ光の伝送が阻害されるようなことのないレーザ光伝
送装置を提供することを目的とするものである。

以下本考案の一実施例を第２図〜第３図を参照し具体的
に説明する。

図中１０はレーザ発生装置であり、このレーザ発生装置
１０より出力される加工用のレーザ光をレンズ１１て集
光し、光ファイバ２１のコア部２２に入射させるように
なっている。

この光ファイバ２１の入射端部は、クラッド部２３およ
びナイロン被覆部２４を所定長除去し、コア部２２を露
出させている。

そして、光ファイバ２１の入射端部には、クラッド部２
３をレーザ光から保護する保護部材としての分散治具２
０が設けられている。

この分散治具２０は、石英ガラスあるいはレーザ光を吸
収しにくい透明物質からなり、その上面部にすりばち状
の凹部２０ａが設けられている。

さらに、その凹部２０ａの中心部に、この分散治具２０
を貫通する貫通孔２０ｂが穿設され、この貫通孔２０ｂ
に、光ファイバ２１のコア部２２を貫挿し、コア部２２
のレーザ光入射端面２２ａを上記凹部２０ａの底部に一
致させている。

またクラッド部２３の先端部を上記分散治具２０の下面
部に位置させている。

このようなものであれば、コア部２２のレーザ光入射端
面２２ａに入射されない約１３％のレーザ光はすりばち
状の凹部２０ａから分散治具２０内に進入し、この分散
治具２０の屈折作用によって鎖線で示す如く分散する。

したがってクラッド部２３付近のレーザ光のエネルギー
密度は著しく低下し、クラッド部２３にレーザ光が照射
されても損傷を受けることがない。

また、分散治具２０は透明物体で作られており、レーザ
光で吸収加熱されないため、分散治具２０自体が損傷を
受けることはない。

更に上記分散治具２０は石英ガラス等のガラス材料で作
られているため、従来の加工技術で容易に製作すること
ができるものである。

尚、第４図〜第７図に分散治具２０の他の実施例を示し
ている。

第４図は分散治具３０の上端面をスリガラス状に処理し
、レーザ光を乱反射させて分散するようにしたもの、第
５図は、分散治具３１の中央部を凹レンズ状にしたもの
、第６図は分散治具３２の上端面及び下端面にスリバチ
状の凹部３２ａ、３２ｂを設けたもの、第７図は第２図
と第３図に示す実施例中の分散治具２０の貫挿孔２０ｂ
の内径をコア部２２の外径よりわずかに小さくすると共
に、光ファイバ２１をコア部２２及びクラッド部２３の
先端部を面一にして、上記貫通孔２０ｂの直下に配設し
たものである。

以上述べたように本考案は、光ファイバの入射端部に、
この光ファイバのコア部から外れたレーザ光を分散する
保護部材を設けたから、コア部を外れたレーザ光がクラ
ッド部の小領域を集中的に照射してこのクラッド部を損
傷させ、レーザ光の伝送が良好に行なえなくなるという
ことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は光ファイバの断面図、第２図は本考案の実施例
を示す略図、第３図は同実施例の分散治具を示す断面図
、第４図〜第７図は分散治具の他の実施例を示す断面図
である。 １０・・・・・・レーザ発生装置、１１・・・・・・レ
ンズ、２０．３０，３１，３２・・・・・・分散治具（
保護部材）、２２・・・・・・コア部、２３・・・・・
・クラッド部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. レーザ装置から出力されるレーザ光をレンズで集光し光
   ファイバのコア部に入射させて伝送するものにおいて、
   上記光ファイバの入射端部に、上記コア部から外れたレ
   ーザ光を分散する保護部材を設けたことを特徴とするレ
   ーザ光伝送装置。