JP2002283087A - 光ファイバの損傷防止方法及び光ファイバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単純な構成で、照射対象物からの反射光によ
り光ファイバが損傷するのを防止する。 【解決手段】 光ファイバ１４の先端近傍に、略錐状反
射面５１を有するキャップ５０を、光ファイバ１４とは
非接触で配設し、反射光を入射光方向とは違う方に反射
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、照射対象からの反
射光により光ファイバが損傷するのを防止するための光
ファイバの損傷防止方法及び光ファイバに係り、特に、
単純な構成で確実に光ファイバの損傷を防止することが
可能な、光ファイバの損傷防止方法、及び、該損傷防止
方法が採用された光ファイバに関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ加工装置、例えばＹＡＧレーザを
用いたレーザ加工装置においては、図１に示す如く、レ
ーザ装置１０から加工対象物２０までレーザビーム１２
を伝達するのに、光ファイバ１４を用いている。図にお
いて、１６は、光ファイバ１４から出射されたレーザビ
ーム１２をコリメートするためのコリメートレンズ、１
８は、加工点２１に収束するためのフォーカスレンズで
ある。

【０００３】しかしながら、ファイバ固定部（フェルー
ル）１５などの出射側端部に、加工対象物２０からの反
射光が照射され、その部分が加熱され、熱歪や直接熱に
より、光ファイバが損傷し、甚だしい場合には溶断する
等の問題点を有していた。

【０００４】このような問題点を解決するべく、例えば
光ファイバの端部を水などの液体に浸して冷却すること
や、図２に示す如く、全反射ミラー２２の中央に穴をあ
け、そこに光ファイバ１４を通して反射光を防止するこ
とが考えられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者
は、光ファイバの端部を冷却するための水槽などを準備
する必要があり、装置が大がかり且つ高価格になるとい
う問題点を有する。

【０００６】一方、後者も、中央に精度よく穴をあけた
全反射ミラー２２が必要であり、高価になるだけでな
く、光ファイバ１４方向に戻ってきた反射光が、再び全
反射ミラー２２によって加工対象物２０の方に戻され
て、加工対象物やその保持固定具等を損傷する怖れがあ
るという問題点を有していた。

【０００７】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、単純な構成で、照射対象からの反射
光により光ファイバが損傷するのを確実に防止すること
を課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、照射対象から
の反射光により光ファイバが損傷するのを防止するため
の光ファイバの損傷防止方法において、光ファイバの先
端近傍に、略錐状反射面を有するキャップを、光ファイ
バとは非接触で配設し、該キャップの錐状反射面によ
り、反射光を入射方向とは異なる方向に反射することに
より、前記課題を解決したものである。

【０００９】又、前記キャップに、反射光を乱反射させ
るためのめっきを施すことにより、損傷防止効果を高め
たものである。

【００１０】本発明は、又、少なくとも一方の先端近傍
に、略錐状反射面を有するキャップが、光ファイバとは
非接触で、且つ、光ファイバ先端より少し後退して装着
されていることを特徴とする光ファイバを提供するもの
である。

【００１１】本発明は、レーザ装置から加工対象物まで
光ファイバによりレーザ光を導いてレーザ加工する場
合、加工対象物からの反射光により、光ファイバ自体が
損傷してしまうという問題を解決するために、対策を立
てて実施した実験の結果に基づいてなされたものであ
る。

【００１２】即ち、発明者の実験によると、熱ストレス
を除去するために、水冷却ブロックを出力ハウジングに
設けて、発熱量を遙かに上回る冷却能力で出力ハウジン
グを冷却した場合でも、光ファイバの破損までの時間
は、何の対策も施さない場合と殆ど変わらなかった。

【００１３】又、現在、インフォーカスで加工中である
が、アウトフォーカスで加工することにより、フェルー
ルの反射光を減少させた場合には、ファイバ破損までの
時間を多少延ばすことができたが、あまり効果はなかっ
た。

【００１４】そこで、レーザ光出射側ファイバ周囲に、
図３に示す如く、アパーチャブロック２４を取り付け、
それによりレーザ反射光を反射・吸収させ、直接光ファ
イバ１４に熱ストレスを掛けないようにすることを考え
た。この場合には、破損発生までの時間を延ばすことが
できた。特に、ファイバ径を大きくし、更に、焦点位置
で加工することにより、レーザ反射光をファイバ自体に
取り込んでしまうようにした場合には、ファイバ及びア
パーチャブロックに損傷は認められなかった。

【００１５】本発明は、上記のような実験結果に基づい
てなされたものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００１７】本実施形態は、図４に示す如く、コンジッ
ト３０、コンジット終端３２、固定用カラー３４、取付
ねじ３６、ファイバビーズ３８、内側スリーブ４０、取
付ねじ４２、外側スリーブ４４を有してなるシングルフ
ァイバシステムの光ファイバケーブルの外側スリーブ４
４の内側に、光ファイバ１４とは非接触で、略円錐状反
射面５１を有するキャップ５０を、ファイバ端面より１
ｍｍ程度、引っ込めて配設し、該キャップ５０の円錐状
反射面５１により反射光を、その入射方向とは異なる外
側方向に反射し吸収するようにしたものである。

【００１８】前記キャップ５０は、図５に示す如く、実
質的に円錐状の反射面５１を有する砲弾状とすることが
できる。図において、５２は、キャップ５０を引き抜く
ための引張用凹部である。

【００１９】前記キャップ５０は、例えば、プラチナ、
ベリリウム銅、真鍮などの銅系合金のように、熱伝導が
よく、且つ、ＹＡＧ波長の反射率が高く、加工しやすい
材料を用いることができる。プラチナを鏡面仕上げした
場合には、９９％程度の非常に高い反射率を得ることが
できる。なお、ベリリウム銅、真鍮などの銅系合金を用
いた場合には、例えば金めっきを施すことによって、反
射率を高めることができる。

【００２０】該キャップ５０は、光ファイバ１４と接触
すると焼けてしまうため、光ファイバと接触しないよう
に配設される。更に、ファイバが中心になく偏心してい
ると、レーザ光が直接キャップ５０へ照射された場合、
別のファイバ破損を招く恐れがあるので、端面より少
し、例えば１ｍｍ程度引っ込めて、ファイバが偏心して
いても、キャップ５０に直接レーザ光が入射しないよう
に配置される。

【００２１】なお、ファイバの偏心が無い場合には、キ
ャップ５０をファイバ端面に合わせて配設することもで
きる。又、反射面の形状も円錐状に限定されない。

【００２２】前記キャップ５０を有する光ファイバ１４
による加工状態の例を図６に示す。図６からわかるよう
に、加工対象物２０からの反射光がキャップ５０の円錐
状反射面５１により外側に乱反射されるため、光ファイ
バ１４の先端が損傷を受けることはない。

【００２３】なお、前記実施形態においては、本発明
が、ＹＡＧレーザ装置を用いたレーザ加工装置に適用さ
れていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、レ
ーザ加工以外の一般の照射対象物からの反射光から光フ
ァイバの損傷を防止する際にも同様に適用できることは
明らかである。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、キャップにより反射光
が乱反射される結果、光ファイバ端部の温度が過度に上
昇することがなくなり、ファイバ端部の寿命を大幅に延
長することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の光ファイバを用いたレーザ加工装置の概
要を示す図

【図２】光ファイバ端部の損傷防止対策の一例を示す断
面図

【図３】本発明の原理を確認するために行った実験の概
要を説明するための断面図

【図４】本発明の実施形態の光ファイバ先端部の構成を
示す断面図

【図５】前記実施形態で用いられているキャップの形状
を示す斜視図

【図６】前記実施形態における加工状態を示す断面図

【符号の説明】

１０…レーザ装置 １４…光ファイバ ２０…加工対象物 ５０…キャップ ５１…円錐状反射面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】照射対象からの反射光により光ファイバが
   損傷するのを防止するための光ファイバの損傷防止方法
   において、 光ファイバの先端近傍に、略錐状反射面を有するキャッ
   プを、光ファイバとは非接触で配設し、 該キャップの錐状反射面により、反射光を入射方向とは
   異なる方向に反射することを特徴とする光ファイバの損
   傷防止方法。
2. 【請求項２】前記キャップに、反射光を乱反射させるた
   めのめっきが施されていることを特徴とする請求項１に
   記載の光ファイバの損傷防止方法。
3. 【請求項３】少なくとも一方の先端近傍に、略錐状反射
   面を有するキャップが、光ファイバとは非接触で、且
   つ、光ファイバ先端より少し後退して装着されているこ
   とを特徴とする光ファイバ。