JP2000111753A - Optical fiber for laser beam transmission - Google Patents

Optical fiber for laser beam transmission

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JP2000111753A
JP2000111753A JP10294507A JP29450798A JP2000111753A JP 2000111753 A JP2000111753 A JP 2000111753A JP 10294507 A JP10294507 A JP 10294507A JP 29450798 A JP29450798 A JP 29450798A JP 2000111753 A JP2000111753 A JP 2000111753A
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optical fiber
refractive index
core portion
central core
core part
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Kouji Tsumanuma
孝司 妻沼
Keiji Kaneda
恵司 金田
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Fujikura Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical fiber having such a refractive index distribution which is capable of making the energy distribution of a laser beam emitted from an optical fiber on the irradiation surface uniform. SOLUTION: The step type optical fiber for laser beam transmission has an outer core part 2 having the refractive index higher than the refractive index of a central core part 1 on the outer periphery of the central core part 1 and has a clad part 3 having the refractive index lower than the refractive index of the central core part 1 on the outer periphery of the outer core part 2. The step type optical fiber for laser beam transmission is so constituted that the specific refractive index difference δN1 of the central core part 1 to the outer core part 2 exists in a range of -0.5%<=δN1<=-0.1% and that the relations between the outside diameter d1 of the central core part 1, the diameter d2 of the outer core part 2 and the outside diameter d3 of the clad part 3 exist within a range of 1.1<=d2/d1<=1.5, 1.2<=d3/d1<=1.5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、工業分野における
レーザ加工および医療分野におけるレーザ治療などに使
用される高出力レーザ光伝送用光ファイバに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber for transmitting high-power laser light used for laser processing in the industrial field and laser treatment in the medical field.

【０００２】[0002]

【従来の技術】一般に光ファイバは、コアとクラッドと
被覆層から成っている。内側の芯に当たるコアの屈折率
は、コアを覆うクラッドの屈折率よりも高い。これらの
コアおよびクラッドを被覆層で保護している。この光フ
ァイバは、コアの断面半径方向の屈折率分布において、
該方向で屈折率が一様なステップ型光ファイバと、該方
向でコア中心部からクラッドに近づくにつれて屈折率が
徐々に減少するグレーデッド型光ファイバの二種類に大
別される。ステップ型光ファイバでは、光がコアとクラ
ッドとの境界で全反射して光ファイバ内を伝搬するのに
対し、グレーデッド型光ファイバでは、光がコア内を蛇
行しながら伝搬する。2. Description of the Related Art In general, an optical fiber comprises a core, a cladding, and a coating layer. The refractive index of the core that hits the inner core is higher than the refractive index of the cladding that covers the core. These cores and claddings are protected by coating layers. This optical fiber has a refractive index distribution in the radial direction of the cross section of the core,
The optical fibers are roughly classified into two types: a step-type optical fiber having a uniform refractive index in the direction, and a graded-type optical fiber in which the refractive index gradually decreases from the center of the core toward the cladding in the direction. In a step type optical fiber, light is totally reflected at a boundary between a core and a clad and propagates in the optical fiber, whereas in a graded optical fiber, light propagates in a meandering manner in the core.

【０００３】図４に示すようなステップ型の屈折率分布
を有する光ファイバの出射端から出射されるレーザ光
の、照射面におけるエネルギー分布は、図５に示すよう
に光ファイバの中心軸を中心として、ガウス分布となる
ことが多い。即ち、光ファイバの中心軸のエネルギーが
最も大きく、コアとクラッドとの境界に近づくにつれて
エネルギーが小さくなる。グレーデッド型光ファイバで
はさらにその傾向は強い。[0003] The energy distribution of the laser beam emitted from the emission end of an optical fiber having a step-type refractive index distribution as shown in FIG. 4 on the irradiation surface is centered on the central axis of the optical fiber as shown in FIG. Often has a Gaussian distribution. That is, the energy of the central axis of the optical fiber is the largest, and the energy decreases as approaching the boundary between the core and the clad. This tendency is even stronger for graded optical fibers.

【０００４】このため、金属などの穴加工などにおい
て、これら光ファイバをレーザ光伝送用として使用した
とき、加工周辺部にダレが生じて、シャープなエッジが
得られないという問題がある。[0004] Therefore, when these optical fibers are used for laser beam transmission in drilling holes in metal or the like, there is a problem that sagging occurs in the peripheral portion of the processing and a sharp edge cannot be obtained.

【０００５】一方、出射エネルギー分布のパターンを均
一にする目的で、特開平５ー８８０３９号公報、特開平
１０ー３３５４９号公報に、コアの中心部の屈折率がそ
の周囲のコアの屈折率よりも低い屈折率分布を有する光
ファイバが開示されている。しかし、この開示された光
ファイバにおいても、出射エネルギー分布パターンを十
分に均一にできない。例えば、特開平５ー８８０３９号
公報に示された光ファイバでは、その屈折率分布が図６
の（１）に示すようになり、中心コア部１１と外側コア
部１２，１２との厚みの比が１に近く、このため、照射
面でのエネルギー分布は、図７に示すように中心部分が
低いパターンとなって不均一になる。従来技術による他
の屈折率分布のパターン例を図６の（２）、（３）に示
す。このときの出射エネルギー分布パターンも図７に示
すようになる。即ち、コアの中心付近の出射エネルギー
がコア周辺部の出射エネルギーより低くなっている。On the other hand, for the purpose of making the pattern of the emission energy distribution uniform, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 5-88039 and Hei 10-33549 disclose that the refractive index at the center of the core is lower than the refractive index of the surrounding core. An optical fiber having a low refractive index distribution is also disclosed. However, even in the disclosed optical fiber, the output energy distribution pattern cannot be made sufficiently uniform. For example, in an optical fiber disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-88039, the refractive index distribution is shown in FIG.
(1), the thickness ratio between the central core portion 11 and the outer core portions 12, 12 is close to 1, and the energy distribution on the irradiation surface is, as shown in FIG. Is low and becomes non-uniform. FIGS. 6 (2) and 6 (3) show other examples of the refractive index distribution pattern according to the prior art. The emission energy distribution pattern at this time is also as shown in FIG. That is, the emission energy near the center of the core is lower than the emission energy near the core.

【０００６】このような光ファイバを、レーザ光伝送用
として穴加工などに使用したときは、前述したガウス分
布を示すステップ型光ファイバとは逆に照射面中心部の
エネルギー量が少ないため、穴開け加工において効率が
悪く、その分全体的に照射エネルギーを上げることによ
り、光ファイバ端面のダメージが大きくなるという問題
や、さらに照射周辺部のエネルギーが高すぎて、きれい
な加工形状が得られないなどの問題点がある。When such an optical fiber is used for drilling a hole or the like for transmitting a laser beam, the amount of energy at the center of the irradiation surface is small, contrary to the step-type optical fiber having a Gaussian distribution described above. Inefficiency in opening processing, increasing the irradiation energy as a whole increases the damage to the end face of the optical fiber, and furthermore, the energy around the irradiation area is too high to obtain a clean processed shape. There is a problem.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】よって、本発明におけ
る課題は、光ファイバの出射端から出射されるレーザ光
の、照射面におけるエネルギー分布を均一にできるよう
な屈折率分布を有する光ファイバを提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical fiber having a refractive index distribution such that the energy distribution of the laser light emitted from the emission end of the optical fiber on the irradiation surface can be made uniform. Is to do.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】かかる課題は、中心コア
部の外周上に、この中心コア部よりも高屈折率の外側コ
ア部を有し、この外側コア部の外周上に該中心コア部よ
りも低屈折率のクラッド部を有するレーザ光伝送用のス
テップ型光ファイバであって、該中心コア部の該外側コ
ア部に対する比屈折率差δＮ１が、 −０．５％≦δＮ１≦−０．１％ の範囲にあり、かつ、該クラッド部の該外側コア部に対
する比屈折率差δＮ２が、 −１．５％≦δＮ２≦−０．６％ の範囲にあり、かつ、該中心コア部の外径ｄ１と、該外
側コア部の外径ｄ２と、該クラッド部の外径ｄ３の関係
が、 １．１≦ｄ２／ｄ１≦１．５ １．２≦ｄ３／ｄ１≦１．５ の範囲にあることを特徴とするレーザ光伝送用のステッ
プ型光ファイバを提供することによって解決される。An object of the present invention is to provide an external core having a higher refractive index than the central core on the outer periphery of the central core. A step-type optical fiber for laser light transmission having a cladding portion having a lower refractive index than the relative refractive index difference δN1 of the center core portion with respect to the outer core portion: −0.5% ≦ δN1 ≦ −0. .1%, and the relative refractive index difference δN2 of the cladding portion with respect to the outer core portion is in the range of -1.5% ≦ δN2 ≦ −0.6%, and the central core portion. The relationship among the outer diameter d1, the outer diameter d2 of the outer core portion, and the outer diameter d3 of the cladding portion is as follows: 1.1 ≦ d2 / d1 ≦ 1.5 1.2 ≦ d3 / d1 ≦ 1.5 Solved by providing a stepped optical fiber for laser light transmission characterized by being in the range That.

【０００９】上記外側コア部が純粋石英であって、上記
中心コア部およびクラッド部が純粋石英にドーパントと
して、フッ素を添加されたものであることを特徴とする
レーザ光伝送用のステップ型光ファイバ、あるいは、上
記クラッド部が純粋石英であって、上記中心コア部およ
び外側コア部が純粋石英にドーパントとして、酸化ゲル
マニウムを添加されたものであることを特徴とするレー
ザ光伝送用のステップ型光ファイバを提供することによ
って解決される。A step-type optical fiber for transmitting a laser beam, wherein the outer core is made of pure quartz, and the central core and the clad are made of pure quartz with fluorine added as a dopant. Alternatively, the clad portion is made of pure quartz, and the central core portion and the outer core portion are made of pure quartz to which germanium oxide is added as a dopant. The problem is solved by providing a fiber.

【００１０】[0010]

【作用】請求項１記載のレーザ光伝送用の光ファイバで
は、前記手段により初めて、中心コア部および外側コア
部がそれぞれ独立して、その出射端から出射されるレー
ザ光のエネルギー分布において、ステップ型特有のガウ
ス分布を呈するため、照射面において均一なエネルギー
分布が得られる。In the optical fiber for laser light transmission according to the first aspect of the present invention, for the first time, the central core portion and the outer core portion are independently formed by the means in the energy distribution of the laser light emitted from the emission end. Since a Gaussian distribution peculiar to the mold is exhibited, a uniform energy distribution can be obtained on the irradiation surface.

【００１１】請求項２記載のレーザ光伝送用のステップ
型光ファイバは、外側コア部が純粋石英であって、中心
コア部およびクラッド部が純粋石英にドーパントとし
て、フッ素を添加されたものであること、また、請求項
３記載のレーザ光伝送用のステップ型光ファイバは、上
記クラッド部が純粋石英であって、上記中心コア部およ
び外側コア部が純粋石英にドーパントとして、酸化ゲル
マニウムを添加されたものであることによって、前記の
比屈折率差の範囲設定および外径比の範囲設定が、通常
の光ファイバ製造方法であるＶＡＤ法、外付け法および
プラズマ外付け法などによって、容易に達成できる。According to a second aspect of the present invention, in the step type optical fiber for transmitting a laser beam, the outer core is made of pure quartz, and the central core and the clad are made of pure quartz doped with fluorine as a dopant. Further, in the step type optical fiber for laser light transmission according to claim 3, the clad portion is made of pure quartz, and the central core portion and the outer core portion are made of pure quartz to which germanium oxide is added as a dopant. In this way, the range setting of the relative refractive index difference and the range setting of the outer diameter ratio can be easily achieved by a normal optical fiber manufacturing method such as a VAD method, an external method, a plasma external method, or the like. it can.

【００１２】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明のレーザ光伝送用光ファイバの屈折率分
布の一例を示すものである。この光ファイバの中心コア
部１、その外側の外側コア部２，２およびその外側のク
ラッド部３，３の屈折率をそれぞれｎ１，ｎ２，ｎ３で
示す。さらに、この光ファイバの中心コア部、その外側
の外側コア部およびその外側のクラッド部の外径をｄ
１，ｄ２，ｄ３で示す。該光ファイバの中心コア部、外
側コア部およびクラッド部はいずれもほぼ一定の屈折率
をもち、ステップ型光ファイバとなっている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
FIG. 1 shows an example of the refractive index distribution of an optical fiber for laser light transmission according to the present invention. The refractive indices of the central core portion 1, the outer core portions 2, 2 outside the optical fiber, and the cladding portions 3, 3 outside the optical fiber are denoted by n1, n2, and n3, respectively. Further, the outer diameter of the central core portion of the optical fiber, the outer core portion outside thereof, and the outer cladding portion thereof is represented by d.
Indicated by 1, d2 and d3. The central core portion, the outer core portion, and the clad portion of the optical fiber all have a substantially constant refractive index, and are a step-type optical fiber.

【００１３】請求項１記載のレーザ光伝送用のステップ
型光ファイバにおいて、上記屈折率の大小関係は、ｎ２
＞ｎ１＞ｎ３であり、ｎ２とｎ１との差がｎ１とｎ３と
の差よりも小さい。該中心コア部の該外側コア部に対す
る比屈折率差δＮ１については、 −０．５％≦δＮ１≦−０．１％ の範囲にあり、かつ、該クラッド部の該外側コア部に対
する比屈折率差δＮ２については、 −１．５％≦δＮ２≦−０．６％ の範囲にあるように設定されている。In the step type optical fiber for transmitting laser light according to claim 1, the magnitude relation of the refractive index is n2
>N1> n3, and the difference between n2 and n1 is smaller than the difference between n1 and n3. The relative refractive index difference δN1 of the central core portion with respect to the outer core portion is in the range of −0.5% ≦ δN1 ≦ −0.1%, and the relative refractive index of the cladding portion with respect to the outer core portion. The difference δN2 is set to be in the range of −1.5% ≦ δN2 ≦ −0.6%.

【００１４】上記外径の大小関係において、外側コア部
の肉厚（ｄ２−ｄ１）／２が中心コア部の半径ｄ１／２
に比べてかなり小さい。該中心コア部の外径ｄ１と、該
外側コア部の外径ｄ２と、該クラッド部の外径ｄ３の関
係が、 １．１≦ｄ２／ｄ１≦１．５ １．２≦ｄ３／ｄ１≦１．５ の範囲にあるように設定されている。In the above relationship of the outer diameter, the thickness (d2-d1) / 2 of the outer core portion is equal to the radius d1 / 2 of the central core portion.
Considerably smaller than. The relationship among the outer diameter d1 of the central core portion, the outer diameter d2 of the outer core portion, and the outer diameter d3 of the cladding portion is as follows: 1.1 ≦ d2 / d1 ≦ 1.5 1.2 ≦ d3 / d1 ≦ It is set to be in the range of 1.5.

【００１５】上記の比屈折率差および外径比を設定する
ことによって初めて、図２の出射エネルギー分布パター
ンに示すように、上記中心コア部および外側コア部が、
その出射端から出射されるレーザ光のエネルギー分布に
おいて、それぞれステップ型特有のガウス分布を呈し、
かつ、該出射光のエネルギーレベルにおいて、同じレベ
ルをを呈することが、検討の結果判明した。For the first time, by setting the relative refractive index difference and the outer diameter ratio, as shown in the emission energy distribution pattern of FIG.
In the energy distribution of the laser light emitted from the emission end, each has a Gaussian distribution unique to the step type,
In addition, as a result of examination, it has been found that the same level is exhibited in the energy level of the emitted light.

【００１６】尚、上記中心コア部、外側コア部およびク
ラッド部の外径は、屈折率分布曲線の半値幅の測定から
得たものである。The outer diameters of the central core, the outer core, and the clad are obtained by measuring the half-width of the refractive index distribution curve.

【００１７】請求項２記載のレーザ光伝送用のステップ
型光ファイバは、外側コア部が純粋石英であって、中心
コア部およびクラッド部が純粋石英にドーパントとし
て、フッ素をそれぞれ、所定の量を添加されたものであ
る。これにより、上記の比屈折率差および外径比の設定
を、従来の光ファイバ製造方法、即ち、ＶＡＤ法、外付
け法およびプラズマ外付け法などの組み合わせで容易に
製造することができる。According to a second aspect of the present invention, in the step type optical fiber for transmitting laser light, the outer core portion is made of pure quartz, and the central core portion and the clad portion are each made of pure quartz with a predetermined amount of fluorine as a dopant. It has been added. Thus, the relative refractive index difference and the outer diameter ratio can be easily set by a conventional optical fiber manufacturing method, that is, a combination of a VAD method, an external method, and a plasma external method.

【００１８】請求項３記載のレーザ光伝送用のステップ
型光ファイバは、クラッド部が純粋石英であって、中心
コア部および外側コア部が純粋石英にドーパントとし
て、酸化ゲルマニウムをそれぞれ、所定の量を添加され
たものである。これにより、上記の比屈折率差および外
径比の設定を、従来の光ファイバ製造方法、即ち、ＶＡ
Ｄ法、外付け法およびプラズマ外付け法などの組み合わ
せで容易に製造することができる。According to a third aspect of the present invention, in the step type optical fiber for laser light transmission, the cladding portion is made of pure quartz, and the central core portion and the outer core portion are made of pure quartz with a predetermined amount of germanium oxide as a dopant. Is added. Thereby, the setting of the relative refractive index difference and the outer diameter ratio can be changed according to the conventional optical fiber manufacturing method, that is, VA.
It can be easily manufactured by a combination of the D method, the external method, and the plasma external method.

【００１９】次に、上記のレーザ光伝送用のステップ型
光ファイバの製造方法について説明する。上記中心コア
部は、通常のＶＡＤ法を用いて製造する。そのＶＡＤ法
の中で、スート法あるいは直接法の何れでも良い。次い
で上記外側コア部は、上記中心コア部の外周上に、通常
の外付け法あるいはプラズマ外付け法を用いて製造す
る。さらに上記クラッド部は、上記外側コア部の外周上
に、通常の外付け法あるいはプラズマ外付け法を用いて
製造する。このようにして得た上記母材を出発材とし
て、通常の紡糸炉によって、所望の外径の光ファイバを
製造する。また、上記のＶＡＤ法および外付け法の組み
合わせ方は、どのように組み合わせても、所望の上記比
屈折率差および外径比が達成できる。Next, a method of manufacturing the above-described step type optical fiber for transmitting laser light will be described. The center core is manufactured using a normal VAD method. Among the VAD methods, either the soot method or the direct method may be used. Next, the outer core portion is manufactured on the outer periphery of the center core portion by using an ordinary external method or a plasma external method. Further, the clad portion is manufactured on the outer periphery of the outer core portion by using an ordinary external method or a plasma external method. Using the base material thus obtained as a starting material, an optical fiber having a desired outer diameter is manufactured by a usual spinning furnace. In addition, the above-mentioned VAD method and external method can be combined in any manner to achieve the desired relative refractive index difference and outer diameter ratio.

【００２０】上記のレーザ光伝送用のステップ型光ファ
イバの用途は、工業分野におけるレーザ加工および医療
分野におけるレーザ治療などである。薄い金属板の穴開
け加工などのレーザ加工においては、ファイバ径が２０
０μｍ〜１５００μｍである光ファイバが使用される。
このときの出射エネルギーは、１〜１０Ｍｗ／ｍｍ2で
ある。また、生体組織や歯などのレーザ治療において
は、ファイバ径が７０μｍ〜８００μｍである光ファイ
バが使用される。このときの出射エネルギーは、１〜１
００ｋｗ／ｍｍ2である。The above-mentioned step type optical fiber for laser light transmission is used for laser processing in the industrial field and laser treatment in the medical field. In laser processing such as drilling of thin metal plates, fiber diameters of 20
An optical fiber of 0 μm to 1500 μm is used.
The emission energy at this time is 1 to 10 Mw / mm 2 . In laser treatment of living tissue and teeth, an optical fiber having a fiber diameter of 70 μm to 800 μm is used. The emission energy at this time is 1-1.
00 kw / mm 2 .

【００２１】[0021]

【実施例】以下の工程により、本発明のレーザ光伝送用
光ファイバを製造した。まず、ＶＡＤ法のスート法によ
り、中心コア部となるスートを形成した後に、これを焼
結して外径２０ｍｍの中心コア部（純粋石英にフッ素を
ドープしたもの）を得て、次いでプラズマ外付け法によ
り、前記中心コア部の外周上に外径２４ｍｍの外側コア
部（純粋石英）を形成し、さらにプラズマ外付け法によ
り、該外側コア部の外周上に外径２９ｍｍのクラッド部
（純粋石英にフッ素をドープしたもの）を形成した。こ
のようにして得た母材を出発材として、紡糸炉によっ
て、外径４００μｍの光ファイバを製造した。得られた
光ファイバの諸元は以下の通りである。 δＮ１＝−０．３％、δＮ２＝−１．０％ ｄ１＝２７８μｍ、ｄ２＝３３５μｍ、ｄ３＝４００μ
ｍ ｄ２／ｄ１＝１．２、ｄ３／ｄ１＝１．４４ 上記得られた光ファイバの屈折率分布を図３に示す。こ
の光ファイバにレーザ光を伝送したときの出射エネルギ
ー分布パターンを図２に示す。エネルギー分布がコア全
体にわたって均一であることが分かる。EXAMPLE An optical fiber for transmitting laser light according to the present invention was manufactured by the following steps. First, a soot to be a central core is formed by the soot method of the VAD method, and then sintered to obtain a central core (pure quartz doped with fluorine) having an outer diameter of 20 mm. An outer core portion (pure quartz) having an outer diameter of 24 mm is formed on the outer periphery of the central core portion by an attaching method, and a cladding portion (pure quartz) having an outer diameter of 29 mm is formed on the outer periphery of the outer core portion by a plasma attaching method. (Quartz doped with fluorine). Using the thus obtained base material as a starting material, an optical fiber having an outer diameter of 400 μm was manufactured by a spinning furnace. The specifications of the obtained optical fiber are as follows. δN1 = −0.3%, δN2 = −1.0% d1 = 278 μm, d2 = 335 μm, d3 = 400 μ
md2 / d1 = 1.2, d3 / d1 = 1.44 The refractive index distribution of the obtained optical fiber is shown in FIG. FIG. 2 shows an emission energy distribution pattern when laser light is transmitted to the optical fiber. It can be seen that the energy distribution is uniform throughout the core.

【００２２】[0022]

【比較例】以下の工程により、従来技術のレーザ光伝送
用光ファイバを製造した。まず、ＶＡＤ法のスート法に
より、中心コア部となるスートを形成した後に、これを
焼結して外径１０ｍｍの中心コア部（純粋石英に酸化ゲ
ルマニウムを０．８％ドープしたもの）を得て、次いで
外付け法と焼結により、前記中心コア部の外周上に外径
３０ｍｍの外側コア部（純粋石英に酸化ゲルマニウムを
１．０％ドープしたもの）を形成し、さらに外付け法と
焼結により、該外側コア部の外周上に外径３６ｍｍのク
ラッド部（純粋石英）を形成した。このようにして得た
母材を出発材として、紡糸炉によって、外径４００μｍ
の光ファイバを製造した。得られた光ファイバの諸元は
以下の通りである。 δＮ１＝−０．２％、δＮ２＝−１．０％ ｄ１＝１１０μｍ、ｄ２＝３３５μｍ、ｄ３＝４００μ
ｍ ｄ２／ｄ１＝３、ｄ３／ｄ１＝３．６ 上記得られた光ファイバの屈折率分布を図６の（１）に
示す。この光ファイバにレーザ光を伝送したときの出射
エネルギー分布パターンを図７に示す。コアの中心部で
エネルギーが低く、コアの周辺部でエネルギーが高い。
出射エネルギー分布がコア部分で不均一であることが分
かる。Comparative Example A conventional optical fiber for laser light transmission was manufactured by the following steps. First, a soot serving as a central core is formed by the soot method of the VAD method, and then sintered to obtain a central core having an outer diameter of 10 mm (pure quartz doped with 0.8% germanium oxide). Then, an outer core portion having an outer diameter of 30 mm (pure quartz doped with 1.0% germanium oxide) is formed on the outer periphery of the central core portion by an external attaching method and sintering. By sintering, a clad portion (pure quartz) having an outer diameter of 36 mm was formed on the outer periphery of the outer core portion. Using the thus obtained base material as a starting material, an outer diameter of 400 μm was obtained by a spinning furnace.
Was manufactured. The specifications of the obtained optical fiber are as follows. δN1 = −0.2%, δN2 = −1.0% d1 = 110 μm, d2 = 335 μm, d3 = 400 μ
md2 / d1 = 3, d3 / d1 = 3.6 The refractive index distribution of the obtained optical fiber is shown in (1) of FIG. FIG. 7 shows an emission energy distribution pattern when laser light is transmitted to this optical fiber. Energy is low at the center of the core and high at the periphery of the core.
It can be seen that the emission energy distribution is non-uniform at the core.

【００２３】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザ光
伝送用のステップ型光ファイバによれば、出射端から出
射されるレーザ光の照射面でのエネルギーが、照射面の
中心部および周辺部において偏りが無く、均一であるた
めに、レーザ加工およびレーザ治療において、加工対象
物を効率良く蒸散させることができ、かつ、光ファイバ
の出射端面の損傷を低減できる。As described above, according to the step-type optical fiber for transmitting laser light of the present invention, the energy of the laser light emitted from the emission end on the irradiation surface is reduced at the center and the periphery of the irradiation surface. Since there is no deviation in the part and the part is uniform, it is possible to efficiently evaporate the object to be processed in laser processing and laser treatment, and to reduce damage to the emission end face of the optical fiber.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 本発明のレーザ光伝送用光ファイバの屈折率
分布パターンを示す図表である。FIG. 1 is a table showing a refractive index distribution pattern of an optical fiber for laser light transmission according to the present invention.

【図２】 本発明のレーザ光伝送用光ファイバの出射エ
ネルギー分布パターンを示す図表である。FIG. 2 is a table showing an emission energy distribution pattern of the optical fiber for laser light transmission of the present invention.

【図３】 実施例のレーザ光伝送用光ファイバの屈折率
分布パターンを示す図表である。FIG. 3 is a table showing a refractive index distribution pattern of the optical fiber for laser light transmission according to the embodiment.

【図４】 従来技術によるレーザ光伝送用光ファイバの
屈折率分布パターンの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a refractive index distribution pattern of an optical fiber for laser light transmission according to the related art.

【図５】 図４の屈折率分布パターンをもつレーザ光伝
送用光ファイバの出射エネルギー分布パターンを示す図
である。5 is a diagram showing an emission energy distribution pattern of a laser light transmitting optical fiber having the refractive index distribution pattern of FIG.

【図６】 従来技術によるレーザ光伝送用光ファイバの
屈折率分布パターンの他の三例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing another three examples of the refractive index distribution pattern of the optical fiber for laser light transmission according to the related art.

【図７】 図６の屈折率分布パターンをもつ三通りのレ
ーザ光伝送用光ファイバに共通する出射エネルギー分布
パターンを示す図である。7 is a diagram showing an emission energy distribution pattern common to three types of optical fibers for laser light transmission having the refractive index distribution pattern of FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…中心コア部、２…外側コア部、３…クラッド部、１
１…中心コア部、１２…外側コア部、ｄ１…中心コア部
の外径、ｄ２…外側コア部の外径、ｄ３…クラッド部の
外径DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Center core part, 2 ... Outer core part, 3 ... Clad part, 1
Reference numeral 1 denotes a central core portion, 12 denotes an outer core portion, d1 denotes an outer diameter of the central core portion, d2 denotes an outer diameter of the outer core portion, and d3 denotes an outer diameter of the cladding portion.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 中心コア部の外周上に、この中心コア部
よりも高屈折率の外側コア部を有し、この外側コア部の
外周上に該中心コア部よりも低屈折率のクラッド部を有
するレーザ光伝送用のステップ型光ファイバであって、 該中心コア部の該外側コア部に対する比屈折率差δＮ１
が、 −０．５％≦δＮ１≦−０．１％ の範囲にあり、かつ、 該クラッド部の該外側コア部に対する比屈折率差δＮ２
が、 −１．５％≦δＮ２≦−０．６％ の範囲にあり、かつ、 該中心コア部の外径ｄ１と、該外側コア部の外径ｄ２
と、該クラッド部の外径ｄ３の関係が、 １．１≦ｄ２／ｄ１≦１．５ １．２≦ｄ３／ｄ１≦１．５ の範囲にあることを特徴とするレーザ光伝送用のステッ
プ型光ファイバ。1. An outer core portion having a higher refractive index than the central core portion on an outer periphery of the central core portion, and a cladding portion having a lower refractive index than the central core portion on an outer periphery of the outer core portion. And a relative refractive index difference δN1 of the center core portion with respect to the outer core portion.
Is in the range of −0.5% ≦ δN1 ≦ −0.1%, and the relative refractive index difference δN2 of the cladding portion with respect to the outer core portion is
Is in the range of −1.5% ≦ δN2 ≦ −0.6%, and the outer diameter d1 of the central core portion and the outer diameter d2 of the outer core portion
And the outer diameter d3 of the cladding portion is in the range of 1.1 ≦ d2 / d1 ≦ 1.5 and 1.2 ≦ d3 / d1 ≦ 1.5. Type optical fiber. 【請求項２】 上記外側コア部が純粋石英であって、上
記中心コア部およびクラッド部が純粋石英にドーパント
として、フッ素を添加されたものであることを特徴とす
る請求項１記載のレーザ光伝送用のステップ型光ファイ
バ。2. A laser beam according to claim 1, wherein said outer core portion is made of pure quartz, and said central core portion and said clad portion are made of pure quartz to which fluorine is added as a dopant. Step type optical fiber for transmission. 【請求項３】 上記クラッド部が純粋石英であって、上
記中心コア部および外側コア部が純粋石英にドーパント
として、酸化ゲルマニウムを添加されたものであること
を特徴とする請求項１記載のレーザ光伝送用のステップ
型光ファイバ。3. The laser according to claim 1, wherein said clad portion is made of pure quartz, and said central core portion and said outer core portion are made of pure quartz to which germanium oxide is added as a dopant. Step type optical fiber for optical transmission.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7592568B2 (en) * 2003-12-05 2009-09-22 Spi Lasers Uk Ltd. Apparatus for the industrial processing of a material by optical radiation
JP2014531618A (en) * 2011-09-20 2014-11-27 コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ Microstructured optical fiber having a large core and a smoothed fundamental mode, its manufacturing method and its use in laser micromachining
CN108267813A (en) * 2017-12-29 2018-07-10 中国建筑材料科学研究总院有限公司 A kind of optical fiber and preparation method thereof

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