CN110582713B - 包层模消除器 - Google Patents

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Abstract

本发明实现一种与现有技术相比不易产生高折射率树脂体的发热的包层模消除器。包层模消除器(1)具有高折射率树脂体(11)，该高折射率树脂体(11)覆盖光纤(5)的包覆层去除区间(I)，并且折射率高于光纤(5)的内侧包层(52)。在高折射率树脂体(11)的表面中的与高折射率树脂体(11)和最外壳结构之间的界面相对的表面形成有平面棱镜(111p)，以作为用于减小从光纤(5)入射到高折射率树脂体(11)的包层模光向该表面入射时的入射角或平均入射角的结构。

Description

包层模消除器
技术领域
本发明涉及用于从光纤去除包层模光的包层模消除器。
背景技术
在对金属材料等进行加工(切断、焊接、切削等)的材料加工领域中，作为代替使用刀片或钻头等的机械加工的加工方法，使用激光的激光加工正在普及。另外，作为用于激光加工的激光装置，光纤激光器备受瞩目。在需要更高功率的激光的加工中，使用具备多个光纤激光器和合成由各个光纤激光器生成的激光的合束器的光纤激光系统。
光纤激光器是将两端与作为反射镜或半反射镜发挥功能的光纤布拉格光栅连接的泵浦增益光纤作为谐振器的激光装置。作为泵浦增益光纤，通常使用在芯体中添加有Yb等稀土元素的双包层光纤。由谐振器生成的信号光使用与作为半反射镜发挥功能的光纤布拉格光栅连接的传送光纤而被引导至加工对象物。作为传送光纤，通常也使用双包层光纤。
在光纤激光器中，由谐振器生成的激光的光路由泵浦增益光纤、光纤布拉格光栅及传送光纤构成。在上述光路中，至少包含泵浦增益光纤与光纤布拉格光栅的连接点以及光纤布拉格光栅与传送光纤的连接点。如果在构成上述光路的光纤的连接点处存在芯体的失配(芯体直径的差异或芯体的轴偏移等)，则在后级的光纤的包层会激励起包层模光。例如，如果在光纤布拉格光栅与传送光纤的连接点处存在芯体的失配，则在传送光纤的包层会激励起包层模光。另外，在对构成上述光路的光纤施加有侧压或弯曲等干扰的情况下，在芯体中被波导的激光的高次模成分也漏出到包层，从而激励起包层模光。在光纤激光系统中，合束器以及合束器与构成上述光路的光纤的连接点也成为包层模光的产生源。
在构成上述光路的光纤的包层中进行波导的包层模光会使该光纤或比该光纤靠后级的光纤的包覆层发热，或者使与传送光纤的出射端连接的加工头的构成部件发热。即，在构成上述光路的光纤的包层中进行波导的包层模光成为使光纤激光器或光纤激光系统的可靠性降低的主要原因。因此，在构成上述光路的光纤设有用于去除包层模光的包层模消除器。
图13为表示现有的包层模消除器10的结构的纵剖视图。包层模消除器10由高折射率树脂体101构成，该高折射率树脂体101覆盖在包覆层去除区间I中露出的光纤5的内侧包层52。高折射率树脂体101由具有光纤5的内侧包层52的折射率以上的折射率的透光性树脂构成。因此，能够使封入到光纤5的内侧包层52中的包层模光在包覆层去除区间I中向高折射率树脂体101漏出。
在专利文献1中公开了设有散热机构或冷却机构的包层模消除器。在专利文献2中公开了具备折射率沿着光的传播方向逐渐变高的高折射率树脂体的包层模消除器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本公开特许公报“特开平1-316705号”
专利文献2：国际公开第2013/001734号
发明内容
发明所要解决的课题
在现有的包层模消除器中，存在如下情况，即，在包覆层去除区间中从光纤漏出的包层模光的一部分在高折射率树脂体的表面反复反射，同时在高折射率树脂体的内部传播。在高折射率树脂体的内部传播的包层模光有时会使高折射率树脂体发热，由此使高折射率树脂体劣化。
例如，在输出为1kW的光纤激光器中，在芯体中被波导的激光的1％成为包层模光的情况下，包层模功率达到10W。在10W的包层模在长度为数mm～数cm的高折射率树脂体中被转换成热量的情况下，可能产生足以使高折射率树脂体劣化的温度上升。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，实现一种与现有技术相比不易产生高折射率树脂体的发热的包层模消除器。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题，本发明的一个方式的包层模消除器包括树脂体，该树脂体覆盖光纤的包覆层去除区间，并具有该光纤的包覆层去除区间中的最外壳结构的折射率以上的折射率，在上述树脂体的表面形成有入射角减小结构，该入射角减小结构用于减小从上述光纤入射到上述树脂体的包层模光向该表面入射时的入射角或平均入射角。
为了解决上述课题，本发明的一个方式的包层模消除器包括：树脂体，覆盖光纤的包覆层去除区间，并具有该光纤的包覆层去除区间中的最外壳结构的折射率以上的折射率；以及透明部件，支承上述树脂体，并且该透明部件的折射率与上述树脂体的折射率匹配，在上述透明部件的表面，在与上述透明部件和上述树脂体之间的界面相对的区域形成有粗糙面，该粗糙面将从上述光纤经由上述树脂体入射到上述透明部件的包层模光以平均传播角增大的方式散射。
发明效果
根据本发明的一个方式，能够实现与现有技术相比不易产生高折射率树脂体的发热的包层模消除器。
附图说明
图1为表示本发明的第一实施方式的包层模消除器的结构的纵剖视图及横剖视图。
图2为表示图1所示的包层模消除器的第一变形例的纵剖视图。
图3为表示图1所示的包层模消除器的第二变形例的纵剖视图。
图4为表示本发明的第二实施方式的包层模消除器的结构的纵剖视图及横剖视图。
图5为表示本发明的第三实施方式的包层模消除器的结构的纵剖视图及横剖视图。
图6为表示图5所示的包层模消除器的第一变形例的纵剖视图。
图7为表示图5所示的包层模消除器的第二变形例的纵剖视图。
图8为表示本发明的第四实施方式的包层模消除器的结构的纵剖视图及横剖视图。
图9为表示图8所示的包层模消除器的第一变形例的纵剖视图。
图10为表示图8所示的包层模消除器的第二变形例的纵剖视图。
图11为表示图8所示的包层模消除器的第三变形例的纵剖视图。
图12为表示图8所示的包层模消除器的第四变形例的纵剖视图。
图13为表示现有的包层模消除器的结构的纵剖视图。
具体实施方式
[第一实施方式]
参照图1对本发明的第一实施方式的包层模消除器1的结构进行说明。在图1中，(a)为包层模消除器1的纵剖视图，(b)为包层模消除器1的横剖视图。
包层模消除器1具备覆盖光纤5的包覆层去除区间I的高折射率树脂体11以及支承高折射率树脂体11的加强部件12。加强部件12例如是在上表面形成有V字槽121的长方体状的部件。该加强部件12由不透明材料，例如氧化铝构成。氧化铝的导热性良好，线膨胀系数小，加工性良好，因此适合作为加强部件12的材料。高折射率树脂体11例如是使注入到加强部件12的V字槽121中的树脂固化而成的树脂体。该高折射率树脂体11由具有包覆层去除区间I中的光纤5的最外壳结构的折射率以上的折射率的透光性树脂构成。
光纤5例如由玻璃制的芯体51、覆盖芯体51的侧面的玻璃制的内侧包层52、覆盖内侧包层52的外侧面的树脂制的外侧包层53以及覆盖外侧包层53的外侧面的树脂制的包覆层54构成。在包覆层去除区I中，外侧包层53和包覆层54被去除，内侧包层52成为最外壳结构。高折射率树脂体11由折射率比内侧包层52高的树脂构成，在包覆层去除区间I中覆盖内侧包层52的外侧面。
包层模消除器1的特征在于，在构成与加强部件12之间的界面的高折射率树脂体11的表面形成有平面棱镜(菲涅尔棱镜)111p，该平面棱镜111p的倾斜面111a和垂直面111b沿着光纤5的光轴交替排列。倾斜面111a朝向光的入射侧，例如与光纤5的光轴成45°。另一方面，垂直面111b朝向光的出射侧，例如与光纤5的光轴成90°。以下，将高折射率树脂体11的表面中的构成高折射率树脂体11和加强部件12之间的界面的区域作为第一区域111，将构成高折射率树脂体11和空气之间的界面的区域作为第二区域112。高折射率树脂体11的表面中的形成有平面棱镜111p的区域包含在第一区域111中，与第二区域112相对。
在高折射率树脂体11中，如上所述，形成有平面棱镜111p的第一区域111将从光纤5入射到高折射率树脂体11的包层模光以其传播角(包层模光的光轴与光纤5的光轴所成的角(锐角))增大的方式反射。其结果是，在高折射率树脂体11中，由第一区域111反射的包层模光向第二区域112入射时的入射角(包层模光的光轴与第二区域112的法线在入射点处所成的角(锐角))比第一区域111未被平面棱镜化时小。即，形成于第一区域111的平面棱镜111p作为用于减小包层模光向第二区域112入射时的入射角的入射角减小结构而发挥功能。
因此，在高折射率树脂体11中，第二区域112对由第一区域111反射的包层模光的反射率比第一区域111未被平面棱镜化时小。其结果是，在由高折射率树脂体11的表面反复反射的同时，在高折射率树脂体11的内部传播的包层模光的传播距离比第一区域111未被平面棱镜化时短。因此，能够有效地抑制由在高折射率树脂体11的内部传播的包层模光引起的高折射率树脂体11的发热和劣化。
以下，参照图2～图3对本实施方式的包层模消除器1的变形例进行说明。
参照图2对第一变形例所涉及的包层模消除器1A进行说明。图2为包层模消除器1A的纵剖视图。包层模消除器1(参照图1)与本变形例所涉及的包层模消除器1A的不同点如下所述。
不同点在于：在包层模消除器1的高折射率树脂体11的表面，第二区域112露出，与此相对，在包层模消除器1A的高折射率树脂体11的表面，在第二区域112实施了AR(AntiReflection，抗反射)涂层113以作为增透膜。作为AR涂层113的材料，优选为低折射率的材料，例如可举出氟系树脂或氟化镁等。
在包层模消除器1A的高折射率树脂体11中，由于在第二区域112实施了AR涂层113，因此第二区域112对由第一区域111反射的包层模光的反射率进一步降低。另外，通过使第一区域111平面棱镜化，包层模光向AR涂层113的入射角变小，易于发挥AR涂层113的抗反射性能。其结果是，在由高折射率树脂体11的表面反复反射的同时，在高折射率树脂体11的内部传播的包层模光的传播距离进一步缩短。因此，能够更有效地抑制由在高折射率树脂体11的内部传播的包层模光引起的高折射率树脂体11的发热和劣化。
接着，参照图3对第二变形例所涉及的包层模消除器1B进行说明。图3为包层模消除器1B的纵剖视图。包层模消除器1(参照图1)与本变形例所涉及的包层模消除器1B的不同点如下所述。
不同点在于：在包层模消除器1中，加强部件12由不透明材料(例如，氧化铝)构成，与此相对，在包层模消除器1B中，加强部件12由透明材料(例如，石英或氮化铝)构成。
通过由透明材料构成加强部件12，第一区域111对入射到高折射率树脂体11的包层模光的反射率降低与向加强部件12入射的光相对应的量。例如，在高折射率树脂体11与加强部件12的折射率差为4％的情况下，第一区域111对以传播角2°在高折射率树脂体11中传播并以入射角88°向第一区域111入射的包层模光的反射率为60％左右。而且，通过使第一区域111平面棱镜化，包层模光向加强部件12入射时的入射角比第一区域111未被平面棱镜化时小。因此，未被第一区域111反射而向加强部件12入射的包层模光的比例增加，被第一区域111反射而返回高折射率树脂体11的光的比例减少。其结果是，在由高折射率树脂体11的表面反复反射的同时，在高折射率树脂体11的内部传播的包层模光的传播距离进一步缩短。因此，能够更有效地抑制由在高折射率树脂体11的内部传播的包层模光引起的高折射率树脂体11的发热和劣化。
另外，形成于高折射率树脂体表面的入射角减小结构既可以是在构成与加强部件之间的界面的区域，作为加强部件的表面形状的反映，而以被动或他主的方式所形成的表面结构，也可以是在不构成与加强部件之间的界面的区域，以主动或自主的方式所形成的表面结构。前述的第一实施方式是将在高折射率树脂体11的表面以被动或他主的方式所形成的平面棱镜111p用作入射角减小结构的例子。另一方面，后述的第二实施方式是将在高折射率树脂体21的表面以主动或自主的方式所形成的平面棱镜212p用作入射角减小结构的例子(参照图4)。另外，后述的第三实施方式是将在高折射率树脂体31的表面以被动或他主的方式所形成的粗糙面311q用作入射角减小结构的例子(参照图5)。
[第二实施方式]
参照图4对本发明的第二实施方式的包层模消除器2的结构进行说明。在图4中，(a)为包层模消除器2的纵剖视图，(b)为包层模消除器2的横剖视图。
包层模消除器2具备覆盖光纤5的包覆层去除区间I的高折射率树脂体21以及支承高折射率树脂体21的加强部件22。加强部件22例如是在上表面形成有V字槽221的长方体状的部件。该加强部件22由不透明材料，例如氧化铝构成。高折射率树脂体21例如是使注入到加强部件22的V字槽221中的树脂固化而成的树脂体。该高折射率树脂体21由具有包覆层去除区间I中的光纤5的最外壳结构的折射率以上的折射率的透光性树脂构成。
光纤5例如由玻璃制的芯体51、覆盖芯体51的侧面的玻璃制的内侧包层52、覆盖内侧包层52的外侧面的树脂制的外侧包层53以及覆盖外侧包层53的外侧面的树脂制的包覆层54构成。在包覆层去除区I中，外侧包层53和包覆层54被去除，内侧包层52成为最外壳结构。高折射率树脂体21由折射率比内侧包层52高的树脂构成，在包覆层去除区间I中覆盖内侧包层52的外侧面。
包层模消除器2的特征在于，在构成与空气之间的界面的高折射率树脂体21的表面形成有平面棱镜(菲涅耳棱镜)212p，该平面棱镜212p的垂直面212a和倾斜面212b沿着光纤5的光轴交替排列。垂直面212a朝向光的入射侧，例如与光纤5的光轴成90°。另一方面，倾斜面212b朝向光的射出侧，与光纤5的光轴成45°。以下，将高折射率树脂体21的表面中的构成高折射率树脂体21和加强部件22之间的界面的区域作为第一区域211，将构成高折射率树脂体21和空气之间的界面的区域作为第二区域212。高折射率树脂体21的表面中的形成有平面棱镜212p的区域包含在第二区域212中，与第一区域211相对。
在高折射率树脂体21中，由于在第二区域212形成有平面棱镜212p，所以由第一区域211反射的包层模光向第二区域212入射时的入射角变小。即，形成于第二区域212的平面棱镜212p作为用于减小包层模光向第二区域212入射时的入射角的入射角减小结构而发挥功能。
因此，在高折射率树脂体21中，第二区域212对由第一区域211反射的包层模光的反射率比第二区域212未被平面棱镜化时小。其结果是，在由高折射率树脂体21的表面反复反射的同时，在高折射率树脂体21的内部传播的包层模光的传播距离比第二区域212未被平面棱镜化时短。因此，能够有效地抑制由在高折射率树脂体21的内部传播的包层模光引起的高折射率树脂体21的发热和劣化。
[第三实施方式]
参照图5对本发明的第三实施方式的包层模消除器3的结构进行说明。在图5中，(a)为包层模消除器3的纵剖视图，(b)为包层模消除器3的横剖视图。
包层模消除器3具备覆盖光纤5的包覆层去除区间I的高折射率树脂体31以及支承高折射率树脂体31的加强部件32。加强部件32例如是在上表面形成有V字槽321的长方体状的部件。该加强部件32由不透明材料，例如氧化铝构成。高折射率树脂体31例如是使注入到加强部件32的V字槽321中的树脂固化而成的树脂体。该高折射率树脂体31由具有包覆层去除区间I中的光纤5的最外壳结构的折射率以上的折射率的透光性树脂构成。
光纤5例如由玻璃制的芯体51、覆盖芯体51的侧面的玻璃制的内侧包层52、覆盖内侧包层52的外侧面的树脂制的外侧包层53以及覆盖外侧包层53的外侧面的树脂制的包覆层54构成。在包覆层去除区I中，外侧包层53和包覆层54被去除，内侧包层52成为最外壳结构。高折射率树脂体31由折射率比内侧包层52高的树脂构成，在包覆层去除区间I中覆盖内侧包层52的外侧面。
包层模消除器3的特征在于，在构成与加强部件32之间的界面的高折射率树脂体31的表面形成有平均粗糙度(例如，算术平均粗糙度)Ra大于λ/2的粗糙面311q。这里，λ表示在高折射率树脂体31内传播的包层模光的波长。另外，某个表面的某个区域中的平均粗糙度Ra是指，在该整个区域对该表面相对于理想表面的偏差的绝对值进行平均所得的值。以下，将高折射率树脂体31的表面中的构成高折射率树脂体31和加强部件32之间的界面作为第一区域311，将构成高折射率树脂体31和空气之间的界面的区域作为第二区域312。高折射率树脂体31的表面中的形成有粗糙面311p的区域包含在第一区域311中，与第二区域312相对。
在高折射率树脂体31中，如上所述，形成有粗糙面311q的第一区域311将从光纤5入射到高折射率树脂体31的包层模光以平均传播角(包层模光入射到第一区域311时产生的散射光的传播角的分布的平均值)增大的方式散射。这是因为，被平均粗糙度Ra大于λ/2的粗糙面311q散射的光的强度分布遵循朗伯定律，向粗糙面311q的法线方向散射的光的强度大于向其他方向散射的光的强度。在此，由某个面散射的光的强度分布遵循朗伯定律是指，与向该面入射的光的入射角无关，将向该面的法线方向散射的光的强度设为I0，将向与该面的法线方向所成的角度为
Figure BDA0002242448090000101
的方向散射的光的强度设为
Figure BDA0002242448090000102
满足
Figure BDA0002242448090000103
特别是如包层模光那样向第一区域311的入射角较小的光中，增大平均传播角的效果变得显著。其结果是，在高折射率树脂体31中，由第一区域311散射的包层模光向第二区域312入射时的平均入射角(由第一区域311散射的包层模光向第二区域312入射时的入射角的分布的平均值)比第一区域311未被粗糙化时小。即，形成于第一区域311的粗糙面311q作为用于减小包层模光向第二区域312入射时的平均入射角的入射角减小结构而发挥功能。
因此，在高折射率树脂体31中，第二区域312对由第一区域311散射的包层模光的平均反射率比第一区域311未被粗糙化时小。其结果是，在由高折射率树脂体31的表面反复反射的同时，在高折射率树脂体31的内部传播的包层模光的平均传播距离比第一区域311未被粗糙化时短。因此，能够有效地抑制由在高折射率树脂体31的内部传播的包层模光引起的高折射率树脂体31的发热和劣化。
以下，参照图6～图7对本实施方式的包层模消除器3的变形例进行说明。
参照图6对第一变形例所涉及的包层模消除器3A进行说明。图6为包层模消除器3A的纵剖视图。包层模消除器3(参照图5)与本变形例所涉及的包层模消除器3A的不同点如下所述。
不同点在于：在包层模消除器3的高折射率树脂体31的表面，第二区域312露出，与此相对，在包层模消除器3A的高折射率树脂体31的表面，在第二区域312实施了AR涂层313。
在包层模消除器3A的高折射率树脂体31中，由于在第二区域312实施了AR涂层，因此第二区域312对由第一区域311反射的包层模光的反射率进一步降低。另外，通过使第一区域311粗糙化，包层模光向AR涂层313的入射角变小，易于发挥AR涂层313的抗反射性能。其结果是，在由高折射率树脂体31的表面反复反射的同时，在高折射率树脂体31的内部传播的包层模光的传播距离进一步缩短。因此，能够更有效地抑制由在高折射率树脂体31的内部传播的包层模光引起的高折射率树脂体31的发热和劣化。
接着，参照图7对第二变形例所涉及的包层模消除器3B进行说明。图7为包层模消除器3B的纵剖视图。包层模消除器3(参照图5)与本变形例所涉及的包层模消除器3B的不同点如下所述。
不同点在于：在包层模消除器3中，加强部件32由不透明材料(例如，氧化铝)构成，与此相对，在包层模消除器3B中，加强部件32由透明材料(例如，石英或氮化铝等)构成。
通过由透明材料构成加强部件32，第一区域311对入射到高折射率树脂体31的包层模光的后方散射率(向高折射率树脂体31侧散射的包层模光的比例)降低。在如本变形例中的第一区域311那样，高折射率树脂体31和加强部件32之间的界面被粗糙化的情况下，后方散射率通常为50％以下。在加强部件32与高折射率树脂体31之间，通常存在折射率差。因此，在第一区域311未被粗糙化的情况下，以大入射角入射到第一区域311的包层模光的大部分发生反射。例如，在高折射率树脂体31与加强部件32的折射率差为4％的情况下，第一区域311对以传播角2°在高折射率树脂体31中传播并以入射角88°向第一区域111入射的包层模光的反射率为60％左右。当高折射率树脂体31与加强部件32的折射率差变大时，第一区域111对包层模光的反射率进一步变高。通过使第一区域311粗糙化，对于以入射角88°向第一区域311入射的包层模光，能够以与将高折射率树脂体31和加强部件32的折射率差设为4％以下时同等以上的程度，降低由包层模光向高折射率树脂体31的后方散射引起的返回光的量。其结果是，在由高折射率树脂体31的表面反复反射的同时，在高折射率树脂体31的内部传播的包层模光的光量进一步减少。因此，能够更有效地抑制由在高折射率树脂体31的内部传播的包层模光引起的高折射率树脂体31的发热和劣化。
[第四实施方式]
参照图8对本发明的第四实施方式的包层模消除器4的结构进行说明。在图8中，(a)为包层模消除器4的纵剖视图，(b)为包层模消除器4的横剖视图。
包层模消除器4具备覆盖光纤5的包覆层去除区间I的高折射率树脂体41以及支承高折射率树脂体41的2个透明加强部件42～43。第一透明加强部件42例如是在上表面形成有V字槽421的长方体状的部件。第一透明加强部件42由折射率与高折射率树脂体41的折射率匹配的透明材料，例如石英等构成。高折射率树脂体41例如是使注入到透明加强部件42的V字槽421中的树脂固化而成的树脂体。该高折射率树脂体41由具有包覆层去除区间I中的光纤5的最外壳结构的折射率以上的折射率的透光性树脂构成。第二透明加强部件43例如为长方体状的部件。第二透明加强部件43由折射率与高折射率树脂体41的折射率匹配的透明材料，例如石英等构成。第二透明加强部件43以其下表面与第一透明加强部件42的上表面抵接的方式与第一透明加强部件42接合，作为封闭形成在第一透明加强部件42的上表面的V字槽421的盖而发挥功能。
光纤5例如由玻璃制的芯体51、覆盖芯体51的侧面的玻璃制的内侧包层52、覆盖内侧包层52的外侧面的树脂制的外侧包层53以及覆盖外侧包层53的外侧面的树脂制的包覆层54构成。在包覆层去除区I中，外侧包层53和包覆层54被去除，内侧包层52成为最外壳结构。高折射率树脂体41由折射率比内侧包层52高的树脂构成，在包覆层去除区间I中覆盖内侧包层52的外侧面。
包层模消除器4的第一特征在于，第一透明加强部件42和第二透明加强部件43的折射率与高折射率树脂体41的折射率匹配。因此，从光纤5入射到高折射率树脂体41的包层模光的大部分透过高折射率树脂体41与第一透明加强部件42之间的界面而向第一透明加强部件42入射，或者透过高折射率树脂体41与第二透明加强部件43之间的界面而向第二透明加强部件43入射。例如，在高折射率树脂体41与第一透明加强部件42的折射率差及高折射率树脂体41与第二透明加强部件43的折射率差为2％以下的情况下，以传播角2°在高折射率树脂体41中传播并以入射角88°向透明加强部件43入射的包层模光的一半以上透过高折射率树脂体41与第一透明加强部件42之间的界面而向第一透明加强部件42入射，或者透过高折射率树脂体41与第二透明加强部件43之间的界面而向第二透明加强部件43入射。因此，在由高折射率树脂体41与第一透明加强部件42之间的界面以及高折射率树脂体41与第二透明加强部件43之间的界面反复反射的同时，在高折射率树脂体41的内部传播的包层模光的传播距离比第一透明加强部件42及第二透明加强部件43的折射率未与高折射率树脂体41的折射率匹配时短。因此，能够有效地抑制由在高折射率树脂体41的内部传播的包层模光引起的高折射率树脂体41的发热和劣化。
包层模消除器4的第二特征在于，在第一透明加强部件42的表面中的与和高折射率树脂体41之间的界面相对的区域421、以及在第二透明加强部件43的表面中的与和高折射率树脂体41之间的界面相对的区域431被粗糙化。因此，透过与高折射率树脂体41之间的界面而入射到第一透明加强部件42和第二透明加强部件43的包层模光的大部分由透明加强部件42的区域421和第二透明加强部件43的区域431散射。即，透过与高折射率树脂体41之间的界面而入射到第一透明加强部件42及第二透明加强部件43的包层模光的大部分被抑制向高折射率树脂体41的再入射，并被放出到包层模消除器4的外部。另外，对于因后方散射而向高折射率树脂体41再入射的光，也通过散射而增大传播角的平均，由此，在由高折射率树脂体41的界面反复反射的同时，在高折射率树脂体41的内部传播的传播距离变短。在区域421、431的界面未被粗糙化的情况下，由于透明加强部件42、43与空气的折射率差非常大，所以如包层模光那样传播角小的光大部分发生镜面反射，而保持传播角小的状态向高折射率树脂体41再入射。
以下，参照图9～图12对本实施方式的包层模消除器4的变形例进行说明。
参照图9对第一变形例所涉及的包层模消除器4A进行说明。图9为包层模消除器4A的纵剖视图。
包层模消除器4A在包层模消除器4(参照图8)中省略了第二透明加强部件43，并且使高折射率树脂体41的表面中的与和第一透明加强部件42之间的界面相对的区域411粗糙化。入射的包层模光的大部分由区域411散射。即，入射到作为高折射率树脂体41与空气之间的界面的区域411的包层模光的大部分被抑制向高折射率树脂体41的再入射，并被放出到包层模消除器4的外部。形成于区域411的粗糙面作为用于减小包层模光向高折射率树脂体41与透明加强部件42之间的界面以及与该区域411相对的区域421入射时的平均入射角的入射角减小结构而发挥功能。
因此，从高折射率树脂体41入射到透明加强部件42的包层模光的大部分在区域421中不是被反射而是透过。另外，由于区域421也被粗糙化，从而包层模光中的入射角度大的成分也不是被反射，而是被散射。其结果是，在由高折射率树脂体41的表面反复反射的同时，在高折射率树脂体41的内部传播的包层模光的传播距离进一步缩短。因此，能够更有效地抑制由在高折射率树脂体41的内部传播的包层模光引起的高折射率树脂体41的发热和劣化。
接着，参照图10对第二变形例所涉及的包层模消除器4B进行说明。图10为包层模消除器4B的纵剖视图。
包层模消除器4B在包层模消除器4(参照图8)中省略了第二透明加强部件43，并且在高折射率树脂体41的表面中的与和第一透明加强部件42之间的界面相对的区域411实施了AR涂层。
因此，在高折射率树脂体41中入射到区域411的包层模光的大部分不是被反射而是透射。另外，由于区域421为光散射面，从而包层模光向AR涂层的入射角变小，易于发挥AR涂层的抗反射性能。其结果是，在由高折射率树脂体41的表面反复反射的同时，在高折射率树脂体41的内部传播的包层模光的传播距离进一步缩短。因此，能够更有效地抑制由在高折射率树脂体41的内部传播的包层模光引起的高折射率树脂体41的发热和劣化。
接着，参照图11对第三变形例所涉及的包层模消除器4C进行说明。图11为包层模消除器4C的纵剖视图。
包层模消除器4C在包层模消除器4B(参照图10)中，使高折射率树脂体41的表面中的构成与透明加强部件42之间的边界面的区域412平面棱镜化。形成于区域412的平面棱镜作为用于减小包层模光向该区域412入射时的平均入射角的入射角减小结构而发挥功能。
因此，包层模光向高折射率树脂体41中的与透明加强部件42之间的界面入射时的反射率降低。另外，由区域412反射的包层模光的传播角变大。其结果是，在由高折射率树脂体41的表面反复反射的同时，在高折射率树脂体41的内部传播的包层模光的传播距离进一步缩短。因此，能够更有效地抑制由在高折射率树脂体41的内部传播的包层模光引起的高折射率树脂体41的发热和劣化。
接着，参照图12对第四变形例所涉及的包层模消除器4D进行说明。图12为包层模消除器4D的纵剖视图。
包层模消除器4D在包层模消除器4A(参照图9)中，使高折射率树脂体41的表面中的构成与透明加强部件42之间的边界面的区域412平面棱镜化。形成于区域412的平面棱镜作为用于减小包层模光向该区域412入射时的平均入射角的入射角减小结构而发挥功能。
因此，包层模光向高折射率树脂体41中的与透明加强部件42之间的界面入射时的反射率降低。另外，由区域412反射的包层模光的传播角变大。其结果是，在由高折射率树脂体41的表面反复反射的同时，在高折射率树脂体41的内部传播的包层模光的传播距离进一步缩短。因此，能够更有效地抑制由在高折射率树脂体41的内部传播的包层模光引起的高折射率树脂体41的发热和劣化。
[总结]
本实施方式的包层模消除器的特征在于，包括树脂体，该树脂体覆盖光纤的包覆层去除区间，并具有该光纤的包覆层去除区间中的最外壳结构的折射率以上的折射率，在上述树脂体的表面中的与上述树脂体和上述最外壳结构之间的界面相对的表面形成有入射角减小结构，该入射角减小结构用于减小从上述光纤入射到上述树脂体的包层模光向该表面入射时的入射角或平均入射角。
在本实施方式的包层模消除器中，优选的是，上述入射角减小结构为粗糙面，该粗糙面减小被该入射角减小结构散射的上述包层模光在上述表面向与该入射角减小结构相对的区域入射时的平均入射角。
在本实施方式的包层模消除器中，优选的是，上述粗糙面将上述包层模光以平均传播角增大的方式散射。
在本实施方式的包层模消除器中，优选的是，将在上述树脂体中传播的上述包层模光的波长设为λ，则上述粗糙面的平均粗糙度Ra大于λ/2。
在本实施方式的包层模消除器中，优选的是，上述入射角减小结构为平面棱镜，该平面棱镜减小被该入射角减小结构反射的上述包层模光在上述表面向与该入射角减小结构相对的区域入射时的入射角。
在本实施方式的包层模消除器中，优选的是，上述平面棱镜将上述包层模光以传播角增大的方式反射。
在本实施方式的包层模消除器中，优选的是，上述入射角减小结构为平面棱镜，该平面棱镜减小上述包层模光向该入射角减小结构入射时的入射角。
本实施方式的包层模消除器优选的是，还包括透明部件，该透明部件支承上述树脂体，并且该透明部件的折射率与上述树脂体的折射率匹配，在上述透明部件的表面，在与上述透明部件和上述树脂体之间的界面相对的区域形成有粗糙面，该粗糙面将从上述光纤经由上述树脂体入射到上述透明部件的包层模光以平均传播角增大的方式散射。
在本实施方式的包层模消除器中，优选的是，将在上述透明部件中传播的上述包层模光的波长设为λ，则上述粗糙面的平均粗糙度Ra大于λ/2。
在本实施方式的包层模消除器中，优选的是，上述树脂体与上述透明部件的折射率差为2％以下。
在本实施方式的包层模消除器中，优选的是，在上述树脂体的表面，与该树脂体和上述透明部件之间的界面相对的区域被粗糙化，或者被实施AR涂层。
本实施方式的包层模消除器的特征在于，包括：树脂体，覆盖光纤的包覆层去除区间，并具有该光纤的包覆层去除区间中的最外壳结构的折射率以上的折射率；以及透明部件，支承上述树脂体，并且该透明部件的折射率与上述树脂体的折射率匹配，在上述透明部件的表面，在与上述透明部件和上述树脂体之间的界面相对的区域形成有粗糙面，该粗糙面将从上述光纤经由上述树脂体入射到上述透明部件的包层模光以平均传播角增大的方式散射。
在本实施方式的包层模消除器中，优选的是，将在上述透明部件中传播的上述包层模光的波长设为λ，则上述粗糙面的平均粗糙度Ra大于λ/2。
在本实施方式的包层模消除器中，优选的是，上述树脂体与上述透明部件的折射率差为2％以下。
在本实施方式的包层模消除器中，优选的是，在上述树脂体的表面，与该树脂体和上述透明部件之间的界面相对的区域被粗糙化，或者被进行AR涂层。
[附注事项]
本发明不限定于上述的实施方式，能够在权利要求所示的范围内进行各种变更。即，将上述各实施方式及各变形例所示的技术手段组合而得到的实施方式等也包含在本发明的技术范围内。
标号说明
1、1A、1B 包层模消除器
11 高折射率树脂体
12 加强部件
2 包层模消除器
21 高折射率树脂体
22 加强部件
3、3A、3B 包层模消除器
31 高折射率树脂体
32 加强部件
4、4A、4B、4C 包层模消除器
41 高折射率树脂体
42、43 透明加强部件
5 光纤

Claims (11)

1.一种包层模消除器，其特征在于，
包括树脂体和由不透明材料构成的加强部件，该树脂体覆盖光纤的包覆层去除区间，并具有该光纤的包覆层去除区间中的最外壳结构的折射率以上的折射率，
上述树脂体的表面包括构成上述树脂体和上述加强部件之间的界面的第一区域以及与上述第一区域相对的第二区域，在上述第一区域形成有入射角减小结构，该入射角减小结构用于减小从上述光纤入射到上述树脂体的包层模光向上述第二区域入射时的入射角或平均入射角。
2.根据权利要求1所述的包层模消除器，其特征在于，
上述入射角减小结构为粗糙面，该粗糙面减小被该入射角减小结构散射的上述包层模光向上述第二区域入射时的平均入射角。
3.根据权利要求2所述的包层模消除器，其特征在于，
上述粗糙面将上述包层模光以平均传播角增大的方式散射。
4.根据权利要求2或3所述的包层模消除器，其特征在于，
将在上述树脂体中传播的上述包层模光的波长设为λ，则上述粗糙面的平均粗糙度Ra大于λ/2。
5.根据权利要求1所述的包层模消除器，其特征在于，
上述入射角减小结构为平面棱镜，该平面棱镜减小被该入射角减小结构反射的上述包层模光向上述第二区域入射时的入射角。
6.根据权利要求5所述的包层模消除器，其特征在于，
上述平面棱镜将上述包层模光以传播角增大的方式反射。
7.根据权利要求1所述的包层模消除器，其特征在于，
上述入射角减小结构为平面棱镜，该平面棱镜减小上述包层模光向该入射角减小结构入射时的入射角。
8.一种包层模消除器，其特征在于，
包括：
树脂体，覆盖光纤的包覆层去除区间，并具有该光纤的包覆层去除区间中的最外壳结构的折射率以上的折射率；以及
透明部件，支承上述树脂体，并且该透明部件的折射率与上述树脂体的折射率匹配，
在上述透明部件的表面，在与上述透明部件和上述树脂体之间的界面相对的区域形成有粗糙面，该粗糙面将从上述光纤经由上述树脂体入射到上述透明部件的包层模光以平均传播角增大的方式散射。
9.根据权利要求8所述的包层模消除器，其特征在于，
将在上述透明部件中传播的上述包层模光的波长设为λ，则上述粗糙面的平均粗糙度Ra大于λ/2。
10.根据权利要求8或9所述的包层模消除器，其特征在于，
上述树脂体与上述透明部件的折射率差为2％以下。
11.根据权利要求8或9所述的包层模消除器，其特征在于，
在上述树脂体的表面，与该树脂体和上述透明部件之间的界面相对的区域被粗糙化，或者被进行抗反射涂层。
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