JP2002026432A - 高出力光発生装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 集光性に優れ、且つダブルクラッドファイバ
により構成される高出力光発生装置よりも高出力光を得
ることができる高出力光発生装置を提供する。 【解決手段】 高出力光発生装置１０を、同心状に間隔
をおいて配設された内管１１及び外管１２と、内管１１
の外周面上に、ファイバ中心を長さ方向に延び且つ励起
光活性物質がドープされたコアとそのコアを覆うように
設けられたクラッドとを有する光ファイバ２０を、隙間
なく螺旋状に且つ内管１１の中心軸方向に往来させて多
層に巻き付けて形成された光ファイバ層１３と、内管１
１と外管１２との隙間に、光ファイバ層１３が埋設状態
で設けられた樹脂層１４とを備えるものとし、内管１１
及び外管１２並びに樹脂層１４のそれぞれの屈折率を、
クラッドの屈折率と略同一とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高出力光発生装置
及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高出力光発生装置として構成される光フ
ァイバとして、図９に示すような構造のダブルクラッド
ファイバａが知られている。このダブルクラッドファイ
バａは、ファイバ中心を長さ方向に延びる断面円形のコ
アｂと、コアｂを被覆するように設けられた断面矩形の
第１クラッドｃと、第１クラッドｃを被覆するように設
けられた樹脂製の第２クラッドｄとからなり、コアｂに
は希土類元素（Ｅｒ等）等の励起光活性物質がドープさ
れていると共に第１クラッドｃよりも僅かに屈折率が高
い構成となっている。そして、コアｂにシングルモード
の信号光を伝播させると共に第１クラッドｃにマルチモ
ードの励起光を入射させると、励起光が第１クラッドｃ
を全反射しながら進行する間にコアｂを繰り返し横切
り、それによってコアｂにドープされた励起光活性物質
が励起され、それが基底状態となるときに放出されるエ
ネルギーによってコアｂを伝播する信号光が強められ、
高出力光が得られるというものである。ここで、第１ク
ラッドｃを断面矩形としているのは、励起光がコアｂを
横切る確率を高めるためである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ダブルクラ
ッドファイバａにより構成されるかかる高出力光発生装
置では、励起光を入射できる面積に制限があるため、ス
ポット径の大きな高出力の励起光源を直接使用すること
が難しく、また、それを使用するとしても別の光学系を
用いて集光するなどの工夫が必要となることから、集光
性に劣り、信号光を強めるのにも限界があるという問題
がある。

【０００４】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、集光性に優れ、且つ
上記のようなダブルクラッドファイバにより構成される
高出力光発生装置よりも高出力光を得ることができる高
出力光発生装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、内管に光ファ
イバを巻き付けて光ファイバ層を形成し、さらにその光
ファイバ層を埋設する樹脂層を内管の外側に設けるよう
にしたものである。

【０００６】具体的には、本出願の発明は高出力光発生
装置であって、内管と、上記内管の外周面上に、ファイ
バ中心を長さ方向に延び且つ励起光活性物質がドープさ
れたコアと該コアを覆うように設けられたクラッドとを
有する光ファイバを、隙間なく螺旋状に単層に巻き付け
て、又は隙間なく螺旋状に且つ該内管の中心軸方向に往
来させて多層に巻き付けて形成された光ファイバ層と、
上記光ファイバ層が埋設された状態で上記内管の外周面
を被覆し且つ露出面が鏡面に形成された樹脂層とを備
え、上記内管及び上記樹脂層のそれぞれの屈折率が、上
記クラッドの屈折率と略同一であることを特徴とする。

【０００７】また、本出願の他の発明も高出力光発生装
置であって、同心状に間隔をおいて配設された内管及び
外管と、上記内管の外周面上に、ファイバ中心を長さ方
向に延び且つ励起光活性物質がドープされたコアと該コ
アを覆うように設けられたクラッドとを有する光ファイ
バを、隙間なく螺旋状に単層に巻き付けて、又は隙間な
く螺旋状に且つ該内管の中心軸方向に往来させて多層に
巻き付けて形成された光ファイバ層と、上記光ファイバ
層が埋設された状態で上記内管と上記外管との隙間に充
填状態に設けられた樹脂層とを備え、上記内管及び上記
外管並びに上記樹脂層のそれぞれの屈折率が、上記クラ
ッドの屈折率と略同一であることを特徴とする。

【０００８】上記の各構成によれば、高出力光発生装置
の外周面側、内周面側及び端面側のいずれからもプリズ
ムを介する等により励起光を入射させることができるこ
とから集光性に優れ、また、スポット径の大きい高出力
光源であっても複数個を直接に使用することができるの
で、光ファイバのコアにドープされた励起光活性物質の
多数が励起されることとなり、それが基底状態となると
きに放出されるエネルギーによりコアを伝播する信号光
は著しく強められ、極めて高出力の光が得られることと
なる。また、出力制御は、内管に巻き付ける光ファイバ
の長さ（光ファイバ層の層数）を設定することによって
も達成することができる。

【０００９】また、光ファイバのコア以外の屈折率が略
同一に構成されているので、励起光は無用な屈折及びそ
れに起因する散乱を生じることなく伝播することとな
り、励起効率が優れたものとなる。

【００１０】さらに、内管の内側に励起光源を設けるこ
ともできるので、励起光源を含めた高出力光発生装置と
してコンパクト化を図ることもできる。

【００１１】そして、光ファイバ層が樹脂層（及び外
管）によって保護されるので、光ファイバの損傷が防止
されることとなる。

【００１２】ここで、励起光活性物質とは、ある波長の
光を受けることによって励起状態を呈する元素等を指
し、具体的には、Ｅｒ等の希土類元素を挙げることがで
きる。

【００１３】ところで、光ファイバとしてはダブルクラ
ッドファイバを用いてもよいが、その場合、第１クラッ
ドを形成するための母材を断面矩形に研磨加工する必要
があり、製造工程が複雑であるという問題や、第１クラ
ッドが断面矩形であるために、表面を被覆する第２クラ
ッドの肉厚に厚薄が生じ、その薄肉の部分に破損が生じ
やすい上、コア中心がファイバ軸からずれる偏肉を生じ
やすいという問題が生じる。従って、かかる問題を生じ
ることがない断面円形のコアとクラッドとが同心状に配
置された光ファイバを用いることが好ましい。

【００１４】また、光ファイバは、クラッドの外側を樹
脂等で保護する被覆部が設けられているものであっても
よいが、その場合、被覆部の屈折率がクラッドの屈折率
と略同一であることが必要である。

【００１５】さらに、光ファイバは、外径が可能な限り
小さく、被覆部が設けられる場合はそれが可能な限り薄
肉のものであることが望ましい。さらに、内管及び／又
は外管も可能な限り薄肉であることが望ましい。かかる
構成によれば、内管に励起光活性物質を含んだコアを持
つ光ファイバを巻き付けた状態、もしくは、その外側か
ら外管を同心状に配設した状態での全体積に対するコア
の占める比率を多くすることができ、同一励起光量を入
射させた場合における励起効率を高めることができるか
らである。

【００１６】そして、光ファイバは、カットオフ波長が
信号光波長に近いものであることが望ましい。かかる構
成によれば、内管に光ファイバを巻き付ける際に生じる
曲げ変形に起因する信号光のマイクロベンド損失の拡大
を抑止することができるからである。

【００１７】また、光ファイバは、カットオフ波長が比
較的長いもの、すなわち、光ファイバのコア径が大きく
構成されているものであることが好ましい。励起光を吸
収するコアの占める割合を多くすることができ、同一光
量を照射した場合における励起効率を高めることができ
るからである。

【００１８】上記本出願の他の発明に係る高出力光発生
装置の製造方法としては、内管の外周面上に、光ファ
イバを隙間なく螺旋状に単層に巻き付けて、又は隙間な
く螺旋状に且つ内管の中心軸方向に往来させて多層に巻
き付けて光ファイバ層を形成する第１工程と、光ファ
イバを巻き付けた内管と同心状に外管を配設する第２工
程と、同心状に配設された内管と外管の隙間に未硬化
樹脂原液を注入充填し、その未硬化樹脂原液を硬化させ
ることにより樹脂層を形成する第３工程と、により構成
すればよい。

【００１９】また、第１工程においては、光ファイバを
内管の外周面上に巻き付ける前に、光ファイバ表面及び
内管の外周面上に、第３工程で注入充填する未硬化樹脂
原液に対する親和性を付与する親和性付与処理を施すこ
とが好ましい。かかる構成によれば、第３工程で注入充
填する未硬化樹脂原液に対する光ファイバ及び内管の外
周面の濡れ性が良好となるため、第３工程で未硬化樹脂
原液を注入充填する際に、充填された未硬化樹脂原液が
光ファイバ間の間隙を含む内管と外管との隙間全体に隈
無く行き渡ることとなるからである。ここで、親和性付
与処理としては、特に限定されるものではないが、光フ
ァイバ及び内管の外周面に親和性付与剤を塗布する処理
等を挙げることができる。また、この親和性付与剤とし
ては、特に限定されるものではないが、光ファイバ層が
埋設された状態に形成される樹脂層の異物とならないよ
うに、その樹脂層を構成する未硬化樹脂原液を用いるこ
とが好ましい。

【００２０】さらに、親和性付与処理を、光ファイバの
表面及び内管の外周面上に、第３工程で注入充填する未
硬化樹脂原液に対して親和性を有する親和性付与剤を塗
布する処理とした場合、親和性付与剤を塗布した光ファ
イバを、ガイド部材によって内管の外周面上における一
周前に巻き付けられた光ファイバの部分に押し付けなが
ら内管の外周面に巻き付けるようにしてもよい。かかる
構成によれば、ガイド部材を用いているので、内管の外
周面上に隙間を形成することなく光ファイバが巻き付け
られることとなると共に、光ファイバ表面をガイド部材
が摺動することにより生じる光ファイバの損傷が親和性
付与剤によって抑止されることとなる。

【００２１】そして、第３工程においては、未硬化樹脂
原液を、その粘度が５．０×１０^-3〜１．０×１０^-2Ｐ
ａ・ｓであるように選定することが好ましい。かかる構
成によれば、未硬化樹脂原液の粘度が適正であるので、
内管と外管の隙間に未硬化樹脂原液を容易に且つ適正に
充填することができる。すなわち、この粘度が５．０×
１０^-3Ｐａ・ｓより低いと、一方の端から注入した未硬
化樹脂原液が他方の端から流出し易く、未硬化樹脂原液
の充填を円滑に進めることができず、また、１．０×１
０^-2Ｐａ・ｓより高いと、樹脂層に空隙を形成してしま
い、それによって励起光が散乱することとなる。

【００２２】また、同じく第３工程において、未硬化樹
脂原液を紫外線硬化型樹脂原液とし、その紫外線硬化型
樹脂原液を内管と外管との隙間に注入充填し、その充填
した紫外線硬化型樹脂原液に、内管及び外管の中心軸に
沿って一端側から他端側に向かって順に紫外線を照射し
てゆき、紫外線硬化型樹脂原液を硬化させて樹脂層を形
成することが好ましい。かかる構成によれば、内管と外
管の隙間に紫外線硬化型樹脂原液を注入充填し、外部か
ら紫外線を照射するだけでよいので、容易に樹脂層を形
成させることができる。しかも、紫外線の照射を内管及
び外管の中心軸方向に沿って一端側から他端側に順に樹
脂の硬化が生じるので、硬化の際の樹脂の収縮分を未硬
化部分によって埋め合わせることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本出願の発明及び
本出願の他の発明によれば、高出力光発生装置の外周面
側、内周面側及び端面側のいずれからもプリズムを介し
て励起光を入射させることができることから集光性に優
れ、また、スポット径の大きい高出力光源であっても複
数個を直接に使用することができるので、光ファイバの
コアにドープされた励起光活性物質の多数が励起される
こととなり、それが基底状態となるときに放出されるエ
ネルギーによりコアを伝播する信号光は著しく強めら
れ、極めて高出力の光を得ることができる。また、光フ
ァイバのコア以外の屈折率が略同一に構成されているの
で、励起光は無用な屈折及びそれに起因する散乱を生じ
ることなく伝播することとなり、励起効率を優れたもの
とすることができる。さらに、内管の内側に励起光源を
設けることもできるので、励起光源を含めた高出力光発
生装置としてコンパクト化を図ることもできる。そし
て、光ファイバ層が樹脂層（及び外管）によって保護さ
れるので、光ファイバの損傷を防止することができる。

【００２４】また、第１工程において、光ファイバを内
管の外周面上に巻き付ける前に、光ファイバ表面及び内
管の外周面上に第３工程で注入充填する未硬化樹脂原液
に対する親和性を付与する親和性付与処理を施すことに
より、第３工程で注入充填する未硬化樹脂原液に対する
光ファイバ及び内管の外周面の濡れ性が良好となり、第
３工程で未硬化樹脂原液を注入充填する際に、充填され
た未硬化樹脂原液を光ファイバ間の間隙を含む内管と外
管との隙間全体に隈無く行き渡らせることができる。

【００２５】また、親和性付与処理を、光ファイバの表
面及び内管の外周面上に、第３工程で注入充填する未硬
化樹脂原液に対して親和性を有する親和性付与剤を塗布
する処理とした場合、親和性付与剤を塗布した光ファイ
バを、ガイド部材によって内管の外周面上における一周
前に巻き付けられた光ファイバの部分に押し付けながら
内管の外周面に巻き付けるようにすることにより、内管
の外周面上に隙間を形成することなく光ファイバが巻き
付けることができると共に、光ファイバ表面をガイド部
材が摺動することにより生じる光ファイバの損傷を親和
性付与剤によって抑止することができる。

【００２６】また、第３工程において、未硬化樹脂原液
を、その粘度が５．０×１０^-3〜１．０×１０^-2Ｐａ・
ｓであるように選定するようにすれば、未硬化樹脂原液
の粘度が適正であるので、内管と外管の隙間に未硬化樹
脂原液を容易に且つ適正に充填することができる。

【００２７】また、第３工程において、未硬化樹脂原液
を紫外線硬化型樹脂原液とし、その紫外線硬化型樹脂原
液を内管と外管との隙間に注入充填し、その充填した紫
外線硬化型樹脂原液に、内管及び外管の中心軸に沿って
一端側から他端側に向かって順に紫外線を照射してゆ
き、紫外線硬化型樹脂原液を硬化させて樹脂層を形成す
るようにすれば、内管と外管の隙間に紫外線硬化型樹脂
原液を注入充填し、外部から紫外線を照射するだけでよ
いので、容易に樹脂層を形成させることができ、しか
も、紫外線の照射を内管及び外管の中心軸方向に沿って
一端側から他端側に順に樹脂の硬化が生じるので、硬化
の際の樹脂の収縮分を未硬化部分によって埋め合わせる
ことができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。 ＜高出力光発生装置の構成＞図１は、本発明の実施形態
に係る高出力光発生装置１０を示す。

【００２９】この高出力光発生装置１０は、同心状に間
隔をおいて配設されたＳｉＯ₂製の内管１１及び外管１
２と、内管１１の外周面上に光ファイバ２０を隙間なく
螺旋状に且つ内管１１の中心軸方向に往復させて２層に
巻き付けて形成された光ファイバ層１３と、内管１１と
外管１２との隙間に光ファイバ層１３が埋設された状態
で設けられたアクリル系紫外線硬化型樹脂製の樹脂層１
４とからなる。そして、内管１１に巻き付けられた光フ
ァイバ２０の両端部分が装置１０の端部から延びて入力
部及び出力部を構成している。

【００３０】内管１１の外周面上に巻き付けられた光フ
ァイバ２０は、図２に示すように、ファイバ中心を長さ
方向に延び且つ励起光活性物質（Ｅｒ等の希土類元素）
及びＧｅがドープされたＳｉＯ₂組成物製のコア２１
と、そのコア２１を覆うように設けられたＳｉＯ₂製の
クラッド２２と、その外周面を被覆する紫外線硬化型樹
脂製の被覆部２３とからなる。

【００３１】そして、内管１１及び外管１２はＳｉＯ₂
製であり、従って、クラッド２２と略同一の屈折率を有
し（屈折率１．４５８５）、また、樹脂層１４（屈折率
１．４５９〜１．４６０）及び光ファイバ２０の被覆部
２３（屈折率１．４５９〜１．４６０）のそれぞれもま
た、クラッド２２と略同一の屈折率を有する。

【００３２】次に、本発明の実施形態に係る高出力光発
生装置１０の使用方法について説明する。図３及び４
は、この高出力光発生装置１０の使用状態を示す。

【００３３】図３に示すように、高出力光発生装置１０
から延びる一対の光ファイバ２０端部の一方からコヒー
レントな信号光を入射する。そして、プリズムを介する
などして、高出力光発生装置１０へ励起光を入射させ
る。励起光の入射は、図４に示すように、高出力光発生
装置１０の外周面側、内周面側及び端面側のいずれから
でも可能であり、これらのうち少なくとも一箇所から励
起光を入射させる。このとき、内管１１、外管１２、及
び樹脂層１３並びに光ファイバの被覆部２３はすべて屈
折率が略同一であり、そのため高出力光発生装置１０断
面における屈折率分布は、図５に示すように、光ファイ
バ２０のコア２１部分とそれ以外の部分の２つに分かれ
ることとなる。そして、入射させた励起光は、光ファイ
バ２０のコア２１にドープされた励起光活性物質を励起
状態にし、それが基底状態になる際に放出されるエネル
ギーがコア２１を伝播する信号光に付与されることとな
り、高出力光が光ファイバ２０の他端から出力されるこ
ととなる。

【００３４】上記構成の高出力光発生装置１０によれ
ば、高出力光発生装置１０の外周面側、内周面側及び端
面側のいずれからも励起光を入射させることができるこ
とから集光性に優れ、また、スポット径の大きい高出力
光源であっても複数個を直接に使用することができるの
で、光ファイバ２０のコア２１にドープされた励起光活
性物質の多数が励起されることとなり、それが基底状態
となるときに放出されるエネルギーによりコア２１を伝
播する信号光は著しく強められ、極めて高出力の光が得
られることとなる。

【００３５】また、光ファイバ２０のコア２１以外の屈
折率が略同一に構成されているので、励起光は無用な屈
折及びそれに起因する散乱を生じることなく伝播するこ
ととなり、励起効率が優れたものとなる。

【００３６】さらに、内管１１の内側に励起光源を設け
ることもできるので、励起光源を含めた高出力光発生装
置１０としてコンパクト化を図ることもできる。

【００３７】そして、光ファイバ層１３が樹脂層１４及
び外管１２によって保護されるので、光ファイバ２０の
損傷が防止されることとなる。 ＜高出力光発生装置の製造方法＞続いて上記高出力光発
生装置１０の製造方法について説明する。 −材料準備工程− ＳｉＯ₂製の内管１１及び外管１２と、励起光活性物質
（Ｅｒ等の希土類元素他）及びＧｅがドープされたＳｉ
Ｏ₂組成物製のコア２１とＳｉＯ₂製のクラッド２２と外
周面を被覆する紫外線硬化型樹脂製の被覆部２３とから
なる光ファイバ２０と、粘度が５．０×１０^-3〜１．０
×１０^-2Ｐａ・ｓであるアクリル系紫外線硬化型樹脂原
液とを準備した。光ファイバ２０の被覆部２３及び紫外
線硬化型樹脂原液が硬化してなる樹脂のそれぞれは、光
ファイバ２０のクラッド２２と屈折率が略同一である。

【００３８】ここで、光ファイバ２０は、可能な限り外
径が小さく、被覆部２３が薄肉のものを選定するのがよ
い。また、内管１１及び／又は外管１２も可能な限り薄
肉であることが望ましい。全体積に対するコア２１の占
める比率を多くすることができ、同一励起光量を入射さ
せた場合における励起効率を高めることができるからで
ある。

【００３９】また、光ファイバ２０は、カットオフ波長
が信号光波長に近くなるものを選定するのがよい。内管
１１に光ファイバ２０を巻き付ける際に生じる曲げ変形
に起因する信号光のマイクロベンド損失の拡大を抑止す
ることができるからである。但し、光ファイバ２０を内
管１１に巻き付けると、カットオフ波長が短波長側へシ
フトするので、巻き付けによるシフト分を考慮してカッ
トオフ波長を設定する（例えば、エルビウム・ドープ・
ファイバの場合、信号光波長が１．５５μｍであるた
め、光ファイバ２０を巻き付けた時点でカットオフ波長
が１．５μｍとなるようシフト分を考慮して、カットオ
フ波長を約１．６μｍなどとする）。

【００４０】さらに、光ファイバ２０は、カットオフ波
長が比較的長いもの、すなわち、光ファイバ２０のコア
径の大きいものを選定するのがよい。励起光を吸収する
コア２１の占める割合を多くすることができ、同一励起
光量を照射した場合における励起効率を高めることがで
きるからである。 −第１工程− まず、図６に示すように、光ファイバ巻き付け装置６０
のステンレス製のシャフト６１に内管１１を通すと共
に、シャフト６１に挿通された樹脂製の内管把持具６
２，６２で内管１１を両端から挟持し、さらに、固定具
６３をシャフト６１に締め込むことにより、内管１１を
光ファイバ巻き付け装置６０に固定する。ここで、予め
親和性付与剤塗布装置６９によって、光ファイバ巻き付
け装置６０に固定された内管１１の外周面上に、第３工
程で用いる紫外線硬化型樹脂原液を塗布する。

【００４１】次に、図７に示すように、シャフト６１が
結合された回転モータ６４を回転させることにより、ボ
ビン６５から引き出した光ファイバ２０を内管１１に巻
き付ける。このとき、光ファイバ２０を内管１１の外周
面上に巻き付ける前に、光ファイバ２０表面の静電気を
イオナイザ６６により除去すると共に、親和性付与剤塗
布部６７で光ファイバ２０表面に第３工程で用いる紫外
線硬化型樹脂原液を塗布する。そして、図６に示すよう
に、光ファイバ２０の内管１１の外周面上への巻き付け
は、光ファイバ２０の巻き付けようとする部分をガイド
部材６８により光ファイバ２０の一周前に巻き付けた部
分に押し付けるようにして行う。この間、既に巻き付け
られた光ファイバ２０表面及び内管１１の外周面へは、
親和性付与剤塗布装置６９により、第３工程で用いる紫
外線硬化型樹脂原液を引き続き塗布し、既に巻き付けら
れた光ファイバ２０表面及び内管１１外周面における紫
外線硬化型樹脂原液の欠乏を防ぐ。

【００４２】この光ファイバ２０の巻き付けは、内管１
１の一方の端部から始め、内管１１の中心軸方向に往復
することにより光ファイバ層１３が２層に形成されるよ
うに行う。 −第２工程− 図８（ａ）に示すように、光ファイバ２０を巻き付けた
内管１１に外管１２を被せ、内管１１と外管１２とを同
心状に配設する。 −第３工程− 図８（ｂ）に示すように、内管１１及び外管１２を樹脂
シート８１の上に立てた状態とし、同心状に配設された
内管１１と外管１２の隙間に樹脂注入部８２から紫外線
硬化型樹脂原液を注入充填する。このとき、注入した紫
外線硬化型樹脂原液が隙間の下端から若干漏れるが、そ
の漏れた部分が隙間の下端を塞ぐ機能を果たし、紫外線
硬化型樹脂原液の流出防止が図られる。

【００４３】そして、図８（ｃ）に示すように、充填し
た紫外線硬化型樹脂原液に、内管１１及び外管１２の中
心軸に沿って一端側から他端側に向かって順にＵＶ照射
器８３で紫外線を照射してゆくことによって紫外線硬化
型樹脂原液を硬化させ、樹脂層１４を形成する。

【００４４】上記の高出力光発生装置１０の製造方法に
よれば、第１工程において、光ファイバ２０を内管１１
の外周面上に巻き付ける前に、光ファイバ２０表面及び
内管１１の外周面上に第３工程で注入充填する紫外線硬
化型樹脂原液を塗布する親和性付与処理を施しているの
で、第３工程で注入充填する紫外線硬化型樹脂原液に対
する光ファイバ２０及び内管１１の外周面の濡れ性が良
好となり、第３工程で紫外線硬化型樹脂原液を注入充填
する際に、充填された紫外線硬化型樹脂原液が光ファイ
バ２０間の間隙を含む内管１１と外管１２との隙間全体
に隈無く行き渡ることとなる。

【００４５】また、紫外線硬化型樹脂原液を表面に塗布
した光ファイバ２０を、ガイド部材６８によって内管１
１の外周面上における一周前に巻き付けられた光ファイ
バ２０の部分に押し付けながら内管１１の外周面に巻き
付けるようにしているので、内管１１の外周面上に隙間
を形成することなく光ファイバ２０が巻き付けられるこ
ととなると共に、光ファイバ２０表面をガイド部材６８
が摺動することにより生じる光ファイバ２０の損傷が親
和性付与剤によって抑止されることとなる。

【００４６】さらに、第３工程において、未硬化樹脂原
液を、その粘度が５．０×１０^-3〜１．０×１０^-2Ｐａ
・ｓであるように選定しているので、内管１１と外管１
２の隙間に紫外線硬化型樹脂原液を容易に且つ空孔が形
成されることなく適正に充填することができる。

【００４７】そして、第３工程において、紫外線硬化型
樹脂原液を内管１１と外管１２との隙間に注入充填し、
その充填した紫外線硬化型樹脂原液に、内管１１及び外
管１２の中心軸に沿って一端側から他端側に向かって順
に紫外線を照射してゆき、紫外線硬化型樹脂原液を硬化
させて樹脂層１４を形成するようにしているので、容易
に樹脂層１４を形成させることができ、しかも、紫外線
の照射を内管１１及び外管１２の中心軸方向に沿って一
端側から他端側に順に樹脂の硬化が生じることとなり、
硬化の際の樹脂の収縮分を未硬化部分によって埋め合わ
せることができる。 （その他の実施形態）上記実施形態では、外管１２を設
けたが、特にこれに限定されるものではなく、内管１１
の外周面上に光ファイバ２０を巻き付け、その光ファイ
バ２０を埋設した状態で内管１１表面を樹脂層１４で被
覆し、その樹脂層１４外周面を鏡面に仕上げた構成であ
ってもよい。

【００４８】また、上記実施形態では、コヒレントな信
号光を光ファイバ２０のコア２１に入射し、これを増幅
して高出力化した増幅器的な用い方をしたが、特にこれ
に限定されるものではなく、光ファイバレーザ装置とし
て使用してもよい。すなわち、高出力光発生装置１０に
励起光を照射し、それによって光ファイバ２０のコア２
１にドープしたＥｒを励起させ、それが基底状態となる
ときにその誘導放射を出力させるようにしてもよい。

【００４９】また、上記実施形態では、内管１１と外管
１２との隙間に紫外線硬化型樹脂原液を充填し、紫外線
を照射することにより硬化させて樹脂層１４を形成した
が、特にこれに限定されるものではなく、上記隙間に熱
硬化型樹脂原液を充填し、加熱により硬化させてクラッ
ドの屈折率と略等しい屈折率を有する樹脂層を形成して
もよい。なお、熱硬化性樹脂を適用する場合において
も、熱硬化性樹脂原液の粘度及び硬化時の挙動等の特性
は、上記実施形態において用いた紫外線硬化型樹脂のも
のと同等であることが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る高出力光発生装置の斜
視図である。

【図２】本発明の実施形態に係る高出力光発生装置に使
用される光ファイバの断面図である。

【図３】本発明の実施形態に係る高出力光発生装置の使
用状態を示す説明図である。

【図４】本発明の実施形態に係る高出力光発生装置への
励起光入射可能範囲を示す部分縦断面図及び端面図であ
る。

【図５】本発明の実施形態に係る高出力光発生装置の縦
断面における屈折率分布を示す説明図である。

【図６】本発明の実施形態に係る高出力光発生装置の製
造工程における第１工程で使用する光ファイバ巻き付け
装置の概略構成図である。

【図７】本発明の実施形態に係る高出力光発生装置の製
造工程における第１工程を示す説明図である。

【図８】本発明の実施形態に係る高出力光発生装置の製
造工程における第２及び第３工程を示す説明図である。

【図９】ダブルクラッドファイバの横断面図である。

【符号の説明】

１０ 高出力光発生装置 １１ 内管 １２ 外管 １３ 光ファイバ層 １４ 樹脂層 ２０ 光ファイバ ２１ コア ２２ クラッド ２３ 被覆部 ６０ 光ファイバ巻き付け装置 ６１ シャフト ６２ 内管把持具 ６３ 固定具 ６４ 回転モータ ６５ ボビン ６６ イオナイザ ６７ 親和性付与剤塗布部 ６８ ガイド部材 ６９ 親和性付与剤塗布装置 ８１ 樹脂シート ８２ 樹脂注入部 ８３ ＵＶ照射器 ａ ダブルクラッドファイバ ｂ コア ｃ 第１クラッド ｄ 第２クラッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中 典生 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 平野 嘉仁 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 小矢田 康晴 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2H038 CA34 CA37 5F072 AB09 AK06 FF09 JJ04

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内管と、上記内管の外周面上に、ファイ
   バ中心を長さ方向に延び且つ励起光活性物質がドープさ
   れたコアと該コアを覆うように設けられたクラッドとを
   有する光ファイバを、隙間なく螺旋状に単層に巻き付け
   て、又は隙間なく螺旋状に且つ該内管の中心軸方向に往
   来させて多層に巻き付けて形成された光ファイバ層と、 上記光ファイバ層が埋設された状態で上記内管の外周面
   を被覆し且つ露出面が鏡面に形成された樹脂層とを備
   え、 上記内管及び上記樹脂層のそれぞれの屈折率が、上記ク
   ラッドの屈折率と略同一であることを特徴とする高出力
   光発生装置。
2. 【請求項２】 同心状に間隔をおいて配設された内管及
   び外管と、 上記内管の外周面上に、ファイバ中心を長さ方向に延び
   且つ励起光活性物質がドープされたコアと該コアを覆う
   ように設けられたクラッドとを有する光ファイバを、隙
   間なく螺旋状に単層に巻き付けて、又は隙間なく螺旋状
   に且つ該内管の中心軸方向に往来させて多層に巻き付け
   て形成された光ファイバ層と、 上記光ファイバ層が埋設された状態で上記内管と上記外
   管との隙間に充填状態に設けられた樹脂層とを備え、 上記内管及び上記外管並びに上記樹脂層のそれぞれの屈
   折率が、上記クラッドの屈折率と略同一であることを特
   徴とする高出力光発生装置。
3. 【請求項３】 同心状に間隔をおいて配設された内管及
   び外管と、 上記内管の外周面上に、ファイバ中心を長さ方向に延び
   且つ励起光活性物質がドープされたコアと該コアを覆う
   ように設けられたクラッドとを有する光ファイバが巻き
   付けられて形成された光ファイバ層と、 上記光ファイバ層が埋設された状態で上記内管と上記外
   管との隙間に充填状態に設けられた樹脂層とを備え、 上記内管及び上記外管並びに上記樹脂層のそれぞれの屈
   折率が、上記クラッドの屈折率と略同一である高出力光
   発生装置の製造方法であって、 上記内管の外周面上に、上記光ファイバを隙間なく螺旋
   状に単層に巻き付けて、又は隙間なく螺旋状に且つ該内
   管の中心軸方向に往来させて多層に巻き付けて上記光フ
   ァイバ層を形成する第１工程と、 上記光ファイバを巻き付けた内管と同心状に上記外管を
   配設する第２工程と、 上記同心状に配設された内管と外管の隙間に未硬化樹脂
   原液を注入充填し、該未硬化樹脂原液を硬化させること
   により上記樹脂層を形成する第３工程と、を備えている
   ことを特徴とする高出力光発生装置の製造方法。
4. 【請求項４】 上記第１工程において、 上記光ファイバを上記内管の外周面上に巻き付ける前
   に、該光ファイバの表面及び該内管の外周面上に、上記
   第３工程で注入充填する未硬化樹脂原液に対する親和性
   を付与する親和性付与処理を施すことを特徴とする請求
   項３に記載の高出力光発生装置の製造方法。
5. 【請求項５】 上記親和性付与処理を、上記光ファイバ
   の表面及び上記内管の外周面上に、上記第３工程で注入
   充填する未硬化樹脂原液に対して親和性を有する親和性
   付与剤を塗布する処理とし、 上記親和性付与剤を塗布した光ファイバを、ガイド部材
   によって上記内管の外周面上における一周前に巻き付け
   られた光ファイバの部分に押し付けながら該内管の外周
   面に巻き付けることを特徴とする請求項４に記載の高出
   力光発生装置の製造方法。
6. 【請求項６】 上記第３工程において、 上記未硬化樹脂原液を、該未硬化樹脂原液の粘度が５．
   ０×１０^-3〜１．０×１０^-2Ｐａ・ｓであるように選定
   することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一に記
   載の高出力光発生装置の製造方法。
7. 【請求項７】 上記第３工程において、 上記未硬化樹脂原液を紫外線硬化型樹脂原液とし、該紫
   外線硬化型樹脂原液を上記内管と外管との隙間に注入充
   填し、 上記充填した紫外線硬化型樹脂原液に、上記内管及び外
   管の中心軸に沿って一端側から他端側に向かって順に紫
   外線を照射してゆき、該紫外線硬化型樹脂原液を硬化さ
   せて上記樹脂層を形成することを特徴とする請求項３乃
   至６のいずれか一に記載の高出力光発生装置の製造方
   法。