JP2006039147A - ファイバ部品及び光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光軸方向に延びる複数の空孔を有する光ファイバの出力端面への異物の付着が抑制されたファイバ部品及び光学装置を提供する。
【解決手段】 光学装置５０Ａは、入力端面１ａから出力端面１ｂに向かって光軸方向に貫通している複数の空孔１ｃ，１ｄを有する光ファイバ１を含むファイバ部品５Ａと、光ファイバ１の入力端面１ａに光学的に結合する光源９と、光ファイバ１の空孔１ｃ，１ｄにガスＧを入力端面１ａ側から導入するガス導入手段１２と、を備えている。そして、光学装置５０Ａは、ガス導入手段で導入されたガスを出力端面１ｂから吹き出す。その結果、光を出力する出力端面１ｂに異物が付着することが抑制される。
【選択図】図４

Description

本発明は、光軸方向に延びている複数の空孔が形成された光ファイバを有するファイバ部品と、そのようなファイバを備えた光学装置とに関するものである。

近年、光軸方向に沿って複数の空孔が設けられた光ファイバ（ホーリーファイバ）が開発されつつある。ホーリーファイバは、複数の空孔による、コア領域とクラッド領域との間の実効的な屈折率差や、或いはフォトニック結晶構造によるフォトニックバンドギャップを利用して光をコア領域内に閉じ込めて伝播させる。このホーリーファイバでは、光軸に直交する断面での空孔の配列や大きさを調整することによって、空孔を有しない光ファイバと比較して曲げ損失の低減が可能になり、或いは、より広い波長帯域の光の伝送などが可能になる。このように、ホーリーファイバの光学特性は空孔に依存しているので、空孔内に異物が入ると光学特性が劣化する場合がある。そのため、特許文献１及び特許文献２には、空孔内に異物が入らないように端部を封止する技術が開示されている。
特開２００３―３０７６５３号公報 特開２００２―３２３６２５号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の技術を用いて出力端面が封止されたホーリーファイバを光学装置（例えば、レーザ加工装置や光通信装置など）に適用して使用すると、出力端面に異物が付着する場合がある。そして、出力端面に異物が付着すると、ホーリーファイバから出力される光量が減少したり、伝搬光による異物の焼き付きによって出力端面が破損して光を所望の方向に出力できなくなるおそれがある。

そこで、本発明は、光軸方向に延びる複数の空孔を有する光ファイバの出力端面への異物の付着が抑制されたファイバ部品及び光学装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明に係る光学装置は、入力端面から出力端面に向かって光軸方向に貫通している複数の空孔を有する光ファイバと、光ファイバの入力端面に光学的に結合する光源と、光ファイバの空孔に入力端面側からガスを導入するガス導入手段と、を備え、光ファイバの出力端面からガスを吹き出すことを特徴とする。

この構成では、光源から出力された光は、光源と光学的に結合している入力端面に入射して光ファイバ内を伝搬した後、出力端面から出力される。また、ガス導入手段によって入力端面側から空孔内に導入されたガスは、光ファイバを貫通している空孔内を通って出力端面から前方に向かって吹き出す。そのため、光源からの光を出力する出力端面に異物が付着しにくい。

また、本発明に係る光学装置においては、出力端面側に取り付けられ光ファイバの外周を覆うファイバカバーを更に備え、ファイバカバーの先端部には、出力端面から出力される光を外部に出力する出力孔部が形成されていることが好適である。

この場合、光ファイバの外周は、光ファイバの出力端面側に取り付けられたファイバカバーによって覆われているので、ファイバカバーによって光ファイバが保護される。その際、ファイバカバーには、出力孔部が形成されているので、出力端面から出力された光をファイバカバーの外部に出力することが可能である。

更に、本発明に係る光学装置においては、出力孔部における光軸方向の任意の位置ｐ_１までの出力端面からの距離をＸ_１とし、光ファイバのコア半径をｒ_ｃとし、光ファイバの開口数（ＮＡ）をＡとし、θ＝sin^-1Ａとしたとき、出力孔部における光軸方向の上記位置ｐ_１での出力孔部の半径ｒ_１が、

なる関係を満たすことが好適である。

この構成では、出力孔部における光軸方向の任意の位置ｐ_１での半径ｒ_１が、上記（式１）を満たすので、出力端面から出力された光を出力孔部を通して確実に外部に出力できる。

更にまた、本発明に係る光学装置においては、光ファイバの出力端面と出力孔部との間に、出力孔部における出力端面側の半径より大きい半径を有する内側空間が形成されていることが好適である。

この場合、内側空間が形成されていることによって、ファイバカバーが光ファイバの出力端面よりも前方に延びている。そのため、出力端面から見た出力孔部の立体角は小さくなり、この立体角の外側である側方から異物が飛来しても、出力端面には到達できず、出力端面への異物の付着を抑制できる。また、内側空間の半径が、出力孔部の半径より大きいことから、内側空間が陽圧のバッファ槽の役割を果たす。その結果、内側空間が一定の陽圧に保たれやすくなり、内側空間が無い場合に比較して、出力孔部から吹き出すガスの勢いは常に一定に保たれ、出力端面に異物が付着しにくくなる。

また、本発明に係る光学装置においては、複数の空孔のうちの少なくとも１つの空孔は、光ファイバのコア領域に形成されていることが好ましい。この構成では、光がコア領域の空孔内を伝搬するため、コアがガラスで構成されている光ファイバではガラス固有の吸収により伝搬不可能な波長範囲の光をも伝搬させることが可能である。また、ガラス中の非線形光学現象が問題となる高強度、極端パルスの光も、非線形現象の影響を受けることなく伝搬することが可能である。

更に、本発明に係る光学装置においては、光ファイバの入力端面とガス導入手段とが共に接続されるチャンバ、及び、チャンバ内の気体を排気する排気手段を更に備えることが好適である。

この場合、光ファイバの入力端面側が接続されたチャンバ内の気体を排気手段によって排気することにより、光ファイバの空孔内の気体を排気することができる。そして、チャンバに接続されたガス導入手段からチャンバ内にガスを導入することによって、空孔内の気体を、ガス導入手段から導入するガスに置換することができる。これにより、光ファイバの空孔内を所望のガスで満たすことができ、水蒸気による１．３８μm帯などの吸収や、真空紫外域での酸素分子による吸収を抑制できる。

更にまた、本発明に係る光学装置において、上記ガスは、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びキセノンの少なくとも１つからなることが好ましい。この場合、ガスによる光の吸収がより少ないため、光ファイバ中での光の強度の減衰を低減できる。

また、本発明に係るファイバ部品は、光軸方向に延びている複数の空孔を有する光ファイバと、光ファイバの出力端面側に取り付けられ光ファイバの外周を覆うファイバカバーと、を備え、ファイバカバーの先端部には、出力端面から出力される光を外部に出力する出力孔部が形成されており、ファイバカバーは、出力孔部から外部にガスを吹き出すガス吹出し手段を有することを特徴とする。

この場合、光ファイバの出力端面側に取り付けられたファイバカバーによって光ファイバの外周が覆われるので、光ファイバが保護されている。このファイバカバーによって外周が覆われた光ファイバの出力端面から出力された光は、出力孔部を通って外部に出力される。そして、ガス吹出し手段が、その出力孔部からガスを外部に吹き出すので、異物が出力端面に届きにくい。

更に、本発明に係るファイバ部品におけるファイバカバーには、光ファイバの出力端面と出力孔部との間に、出力孔部における出力端面側の半径より大きい半径を有する内側空間が形成されており、ガス吹出し手段は、内側空間を介して出力孔部から外部にガスを吹き出すことが好適である。

この場合、出力孔部と出力端面との間に形成されている内側空間を介して、ガス吹出し手段は出力孔部からガスを吹き出す。その際、内側空間の半径が出力孔部の半径より大きいことから、内側空間が陽圧のバッファ槽の役割を果たす。その結果、内側空間は一定の陽圧に保たれやすくなり、内側空間が無い場合に比較して、出力孔部から吹き出すガスの勢いは一定に保たれ、出力端面に異物が付着しにくくなる。また、内側空間が形成されることによって、ファイバカバーが出力端面より前方に延びているので、出力端面から見た出力孔部の立体角は小さくなっている。そのため、この立体角の外側である側方から異物が飛来しても、出力端面には到達できず、出力端面への異物の付着を抑制できる。

更にまた、本発明に係るファイバ部品においては、出力孔部における光軸方向の任意の位置ｐ_１までの出力端面からの距離をＸ_１とし、光ファイバのコア半径をｒ_ｃとし、光ファイバの開口数をＡとし、θ＝sin^-1Ａとしたとき、出力孔部における光軸方向の上記位置ｐ_１での出力孔部の半径ｒ_１が、

なる関係を満たすことが好適である。

この場合、出力孔部における光軸方向の任意の位置ｐ_１での出力孔部の半径ｒ_１が、上記（式２）の関係を満たすので、出力端面から出力された光を出力孔部を通して確実に外部に出力できる。

また、本発明に係るファイバ部品においては、内側空間は、出力端面側から順に配置された第１小室と第２小室とを有し、第１小室と第２小室とを隔てる仕切壁には、第１小室と第２小室とを互いに連通すると共に出力端面から出力される光を第１小室側から第２小室側に通す連通孔部が形成されており、連通孔部における光軸方向の任意の位置ｐ_２までの出力端面からの距離をＸ_２とし、光ファイバのコア半径をｒ_ｃとし、光ファイバの開口数をＡとし、θ＝sin^-1Ａとしたとき、連通孔部における光軸方向の上記位置ｐ_２での連通孔部の半径ｒ_２が、

なる関係を満たすことが好ましい。

この場合、第２小室が前述の内側空間と同様に陽圧のバッファ槽としての役割を果たすので、出力孔部から吹き出すガスの勢いを一定に保つ効果がある。また、第１小室は、光ファイバの出力端面と第２小室の間のバッファ槽としての役割を果たし、光ファイバの空孔からもガスが吹き出す場合に、第１小室と第２小室の間の流れを一定に保つ働きがある。更に、仕切壁に設けられた連通孔部における光軸方向の任意の位置ｐ_２での半径ｒ_２が（式３）の関係を満たすので、出力端面から出力された光を確実に第１小室側から第２小室側に通すことができる。

更に、本発明に係るファイバ部品においては、複数の空孔のうちの少なくとも１つの空孔は、光ファイバのコア領域に形成されていることが好適である。この構成では、光がコア領域の空孔内を伝搬するため、コアがガラスで構成されている光ファイバではガラス固有の吸収により伝搬不可能な波長範囲の光をも伝搬させることが可能である。また、ガラス中の非線形光学現象が問題となる高強度、極端パルスの光も、非線形現象の影響を受けることなく伝搬することが可能である。

更にまた、本発明に係る光学装置は、本発明に係るファイバ部品と、ファイバ部品が有する光ファイバの入力端面と光学的に結合する光源と、ファイバ部品が有するファイバカバーのガス吹出し手段にガスを導入するガス導入手段と、を備えることを特徴とする。

この場合、ファイバ部品が有する光ファイバの入力端面と光源とが光学的に結合しているので、光源からの光は、ファイバ部品が有する光ファイバの入力端面に入射して出力端面から出力された後に、ファイバカバーの出力孔部を通って外部に出力される。また、ファイバカバーのガス吹出し手段にガス導入手段からガスを導入するので、ファイバカバーの出力孔部から外部にそのガスを吹き出すことができる。そのため、光源からの光が出力される出力端面に異物が付着しにくい。

更にまた、本発明に係る光学装置におけるガス吹出し手段は、ガス導入手段に接続されるガス導入口部を有しており、ガス導入手段は、ガス導入口部を通してガス吹出し手段にガスを導入することが好ましい。この構成では、ガス導入口部を通してガス導入手段からガス吹出し手段に不活性ガスが導入されるので、ガス吹出し手段によって吹き出すガスの勢いを調整しやすい。

また、本発明に係る光学装置において、ガスは、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びキセノンの少なくとも１つからなることが好適である。この場合、ガスによる光の吸収がより少ないため、光ファイバ中での光の強度の減衰を低減できる。

本発明のファイバ部品及び光学装置によれば、光軸方向に延びる複数の空孔を有する光ファイバの出力端面への異物の付着を抑制することができる。

以下、図面を参照しながら本発明によるファイバ部品及び光学装置の実施形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
本実施形態に係る光学装置は、例えば、レーザ加工装置や、レーザメスなどの医療に用いられる装置であって、レーザ加工用やレーザメス用などに利用されるレーザ光を伝送させるための光ファイバを有している。先ず、この光ファイバについて説明する。

図１は、本実施形態の光学装置に用いられる光ファイバの切欠き斜視図である。この光ファイバ１は、いわゆるホーリーファイバであって、特に、フォトニックバンドギャップファイバと呼ばれているものである。この光ファイバ１は、線状のガラスからなっており、入力端面１ａから出力端面１ｂへ向かって長手方向（光ファイバ１の光軸方向Ｃ）に沿って延びる空孔１ｃ及び空孔１ｄが形成されている。本実施形態における空孔１ｃ，１ｄは、入力端面１ａと出力端面１ｂとの間を貫通している貫通孔である。

空孔１ｃは、光ファイバ１の光軸方向Ｃと直交する断面における中心部分に１つ形成されており、空孔１ｄは、空孔１ｃの周囲に複数形成されている。光ファイバ１の光軸方向Ｃと直交する断面において、空孔１ｃ，１ｄは、フォトニック結晶構造を形成するように配置されていると共に、そのフォトニックバンドギャップによって、入力端面１ａに入射されるレーザ光を空孔１ｃ内に閉じ込めて伝播させるように配置されている。したがって、空孔１ｃが配置された領域がコア領域１ｅに相当し、空孔１ｄが配置されているコア領域１ｅの周囲の領域がクラッド領域１ｆに相当している。

上記構成の光ファイバ１では、中空部分（空孔１ｃの部分）を光が導波するので、従来の中実のコア領域を有する光ファイバではガラスの吸収により導波できなかった波長帯域のレーザ光、例えば、レーザメスへの応用が期待される波長２．９４μｍのレーザ光や、次世代ステッパへの適用が期待されている真空紫外域のレーザ光の導波が可能である。また、ガラスをコアにした中実のファイバでは、０．２〜２．０μmのガラスの透過率が良い波長範囲の光であっても、自己位相変調などのガラス中の非線形現象が問題となるため、ピコ秒、フェムト秒の極短パルス光の伝送では問題が発生するが、光ファイバ１では、中空部分を光が導波するので、ガラスの非線形現象によるパルス劣化を抑制でき、極短パルス光の伝送も可能となる。

次に、光ファイバ１を有しており、本実施形態の光学装置で用いられるファイバ部品について説明する。

図２は、ファイバ部品の断面図である。ファイバ部品５Ａは、樹脂２で被覆された光ファイバ１の外周を、金属製のファイバカバー３Ａによって覆ったものである。このファイバカバー３Ａは、ファイバ部品５Ａを取り扱い易くするために屈曲可能であって、光ファイバ１のほぼ全長に渡って光ファイバ１の外周を保護している。なお、ファイバカバー３Ａの材質は、屈曲可能で光ファイバ１を保護できれば、特に限定されない。

ファイバカバー３Ａは、光ファイバ１の出力端面１ｂ側の端部（先端部）３ａに設けられた端壁３ｂと出力端面１ｂとの間を一定距離離して光ファイバ１の出力端面１ｂ側に取り付けられている。その結果、端壁３ｂと出力端面１ｂとの間には内側空間４が形成されており、この内側空間４の光軸方向Ｃに直交する断面の形状は略円形であって、その直径２ｒ_ｓは、樹脂２の外径ｄ_１とほぼ等しい。また、ファイバカバー３Ａの端壁３ｂには、光ファイバ１の光軸を中心軸線とする出力孔部３ｃが形成されており、出力端面１ｂから出力されるレーザ光は、出力孔部３ｃを通ってファイバカバー３Ａの外部に出力される。

図３は、図２に示したファイバカバー３Ａが有する出力孔部３ｃの拡大断面図である。出力孔部３ｃにおける光軸方向Ｃの任意の位置ｐ_１での出力孔部３ｃの半径ｒ_１は、

なる関係を満たしている。

ここで、Ｘ_１は出力端面１ｂから位置ｐ_１までの距離であり、ｒ_ｃは光ファイバ１のコア半径である。また、Ａは光ファイバ１の開口数であって、θはｓｉｎ^−１Ａである。ただし、端壁３ｂの壁面３ｄ（出力端面１ｂ側の壁面）の位置での出力孔部３ｃの半径ｒ_１は、内側空間４の半径ｒ_ｓよりも小さくなっている。なお、図３では、出力孔部３ｃの半径ｒ_１は光ファイバ１の光軸方向Ｃに沿って一定としているが、（式４）を満たせば、半径ｒ_１は_、端壁３ｂの壁面３ｄ側から壁面３ｄと反対側の壁面３ｅ側に向かって大きくなっていても良い。

上記ファイバ部品５Ａの構成では、出力孔部３ｃの半径ｒ_１が（式４）を満たすので、出力端面１ｂから出力されるレーザ光Ｌは、出力孔部３ｃを形成している端壁３ｂの内壁面によってカットされずにファイバカバー３Ａの外部に確実に出力され、更に、その内壁面によって出力端面１ｂからのレーザ光Ｌが回折することが抑制されている。そのため、高強度のレーザ光を光ファイバ１で伝搬させても、所望の出力方向にレーザ光を出力させることができる。

また、端壁３ｂと出力端面１ｂとの間に内側空間４が形成されており、ファイバカバー３Ａが出力端面１ｂより前方に延びているため、出力端面１ｂから見た出力孔部３ｃの立体角は小さくなる。その結果、この立体角の外側である側方から、異物が飛来しても、出力端面１ｂには到達できず、出力端面１ｂへの異物の付着を抑制できる。

なお、出力端面１ｂに異物が飛来することを抑制する観点から、壁面３ｄの位置での出力孔部３ｃの半径ｒ_１は、

を満たすことが好ましい。これにより、開口数Ａ（＝ｓｉｎθ）を約０．２とした場合に光ファイバ１を伝搬するレーザ光Ｌの最大出射角θよりも外側からの異物の飛来を確実に抑制できる。

次に、このファイバ部品５Ａを有する本実施形態の光学装置について説明する。

図４は、本実施形態の光学装置の構成を示す模式図である。光学装置５０Ａは、上述したファイバ部品５Ａを有しており、光ファイバ１の入力端面１ａ側のファイバ部品５Ａの一端が、光学装置５０Ａの一部をなすチャンバ６に固定されている。より具体的には、ファイバ部品５Ａの一端には、チャンバ６に固定された円筒形状のレセプタクル７と嵌合する円柱形状のプラグ８が取り付けられており、ファイバ部品５Ａは、プラグ８をレセプタクル７に嵌合させることによって、チャンバ６に固定されている。

このチャンバ６には、ファイバ部品５Ａによって伝搬すべきレーザ光Ｌを出力するレーザ光源９が固定されており、チャンバ６内部において、光ファイバ１の入力端面１ａと、光源９の光出力端とは光学的に結合している。すなわち、光学装置５０Ａの一部をなす光源９の光出力端と光ファイバ１の入力端面１ａとの間には、一対のレンズ１０，１０が配置されており、光源９から出力されたレーザ光Ｌは、一対のレンズ１０，１０を通って入力端面１ａに入射する。この際、各レンズ１０，１０はＸＹステージ１１，１１に固定され、ＸＹステージ１１，１１を制御することによってレンズ１０，１０の位置を調整できる仕組みとなっていることが好ましい。

また、光学装置５０Ａは、チャンバ６内部に不活性ガスＧを導入するガス導入手段１２を有している。不活性ガスＧとしては、例えば、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、及び、キセノンなど、光を吸収しにくいもののうちの少なくとも１つからなるものである。

このガス導入手段１２は、チャンバ６内に導入する不活性ガスＧの流量・圧力を調整する流量・圧力コントローラ１２ａと、開閉可能なバルブ１２ｂが設けられた配管１２ｃと、開閉可能なバルブ１２ｄが設けられた配管１２ｅとを有する。流量・圧力コントローラ１２ａの一端には、配管１２ｃが接続されており、流量・圧力コントローラ１２ａは、配管１２ｃを介してチャンバ６に接続されている。また、流量・圧力コントローラ１２ａの他端には、配管１２ｅが接続されており、流量・圧力コントローラ１２ａは、この配管１２ｅを流れてくる不活性ガスＧを、配管１２ｃを介してチャンバ６内に導入する。

更に、流量・圧力コントローラ１２ａは、光学装置５０Ａが有する制御ユニット１３に電気的に接続されている。制御ユニット１３は、チャンバ６内の圧力を測定する圧力計１４が示す圧力値に基づいて、流量・圧力コントローラ１２ａを制御して流量・圧力コントローラ１２ａを流れる不活性ガスＧの流量・圧力を調整する。

また、チャンバ６内の気体を不活性ガスＧに置換する作業を容易にするために、光学装置５０Ａは、チャンバ６内の気体を排気する排気手段１５を有する。排気手段１５は、真空ポンプ１５ａと、開閉可能なバルブ１５ｂが設けられた配管１５ｃとを有しており、真空ポンプ１５ａは、配管１５ｃを介してチャンバ６内の気体を排気する。なお、排気手段１５は、チャンバ６内の気体を排気できればよく、この形態に限定されない。

ここで、チャンバ６に固定されたレセプタクル７とファイバ部品５Ａとの接続構造について説明する。図５は、レセプタクル７とファイバ部品５Ａとの接続部分の構成を示す分解図である。

ファイバ部品５Ａの一端に設けられているプラグ８は、端面８ａと端面８ｂとの間を貫通する挿通孔８ｃを有しており、挿通孔８ｃにファイバ部品５Ａが挿通されている。このプラグ８とファイバ部品５Ａとの隙間は、低融点ガラス１６によってシールされており、ファイバ部品５Ａとプラグ８とが互いに固定されている。また、プラグ８の外周面８ｄ上に設けられたＯリング１７によって、プラグ８とレセプタクル７との隙間がプラグ８の外周に沿ってシールされている。また、プラグ８の外周面８ｄの一部には、プラグ側螺子部８ｅが形成されている。円筒形状のレセプタクル７の内周面７ａの一部には、プラグ側螺子部８ｅと螺合するレセプタクル側螺子部７ｂが形成されており、プラグ８とレセプタクル７とが嵌合する際には、プラグ側螺子部８ｅ及びレセプタクル側螺子部７ｂが互いに螺合してプラグ８とレセプタクル７とを固定する。

このように、互いに嵌合するプラグ８とレセプタクル７との隙間がＯリング１７によってシールされており、また、ファイバ部品５Ａとプラグ８との隙間が、低融点ガラス１６によってシールされている。そのため、ファイバ部品５Ａの取り付けによってチャンバ６内の不活性ガスＧが外部に漏れないように、ファイバ部品５Ａをレセプタクル７へ容易に取り付けられる。なお、ここでは、ファイバ部品５Ａが挿通孔８ｃに挿通されているとしたが、例えば、挿通孔８ｃ内には光ファイバ１のみ挿通するようにしてもよい。この場合には、ファイバカバー３Ａの全長は光ファイバ１の全長より短く、ファイバカバー３Ａによる光ファイバ１の保護はプラグ８の端面８ａまでである。

次に、上記光学装置５０Ａの動作について説明する。チャンバ６にファイバ部品５Ａが取り付けられた状態で、真空ポンプ１５ａによってチャンバ６内部及び光ファイバ１の空孔１ｃ，１ｄ内部を真空状態にする。その後、チャンバ６内に不活性ガスＧを導入することでチャンバ６内の圧力を外部より高くしてチャンバ６内を陽圧にする。なお、真空ポンプ１５ａを使用してチャンバ６内の気体を排気する際には、出力孔部３ｃ（図２及び図３参照）を封止しておくことが望ましい。また、不活性ガスＧをチャンバ６内に導入するときの流量及び圧力は、流量・圧力コントローラ１２ａによって調整される。

上記のようにして、チャンバ６内部及び光ファイバ１の空孔１ｃ，１ｄ内部の気体は、不活性ガスＧによって置換される。チャンバ６内が不活性ガスＧで置換され陽圧になると、光学装置５０Ａで用いる光ファイバ１の空孔１ｃ，１ｄが貫通孔であることから、空孔１ｃ，１ｄ内に導入された不活性ガスＧは、出力端面１ｂから前方に向かって吹き出す（図２参照）。

この状態で、レーザ光源９からレーザ光Ｌを出力し、一対のレンズ１０，１０を介して光ファイバ１の入力端面１ａにレーザ光Ｌを入射する。レーザ光Ｌは、光ファイバ１内部を伝搬して出力端面１ｂから出力される。この出力端面１ｂから出力されたレーザ光Ｌは、更に、ファイバカバー３Ａの出力孔部３ｃを通ってファイバカバー３Ａの外部に出力される（図３参照）。このファイバカバー３Ａから出力されたレーザ光Ｌを、例えば、レーザ加工のために使用し、或いは、レーザメスとして使用する。

本実施形態の光学装置５０Ａでは、チャンバ６を介してガス導入手段１２から空孔１ｃ，１ｄ内に不活性ガスＧが導入され、その不活性ガスＧが出力端面１ｂから前方に向かって吹き出している。そのため、レーザ加工用やレーザメスとして使用する際に、出力端面１ｂに向かって飛んでくる異物（例えば、体液など）が出力端面１ｂまで到達しにくく、出力端面１ｂに異物が付着することが抑えられている。これにより、光ファイバ１を伝搬してきたレーザ光Ｌが異物によって散乱することが抑制され、或いは、その異物の焼き付きによって出力端面１ｂが破損することが抑制される。

また、空孔１ｃ，１ｄが貫通孔であることから、出力端面１ｂにおける光軸上には開口部が形成されている。そのため、仮に異物が出力端面１ｂまで飛来してきても、光ファイバ１の光軸上には付着するべき場所がないため、異物の焼き付きによる出力端面１ｂの破損が防止されている。

更に、本実施形態のファイバ部品５Ａでは、ファイバカバー３Ａの端壁３ｂと出力端面１ｂとの間に内側空間４が形成されており、この内側空間４の直径２ｒ_ｓが光ファイバ１の外径ｄ_２より大きいことから、全ての空孔１ｃ，１ｄから不活性ガスＧが内側空間４側に吹き出す。更に、内側空間４の直径２ｒ_ｓは、出力孔部３ｃの出力端面１ｂ側の直径（壁面３ｄの位置での直径）２ｒ_１よりも大きいので、内側空間４内に不活性ガスＧが溜まって内側空間４が陽圧のバッファ槽として作用する。このバッファ槽があることで、出力端面１ｂから吹き出される不活性ガスＧの流量・圧力の揺らぎなどが低減されて、出力孔部３ｃから不活性ガスＧが前方に向かってより安定して吹き出す結果、異物が出力端面１ｂまで更に届きにくくなっている。

更に、前述したように、内側空間４が形成されていることで、出力端面１ｂから見た出力孔部３ｃの立体角は小さくなる結果、この立体角の外側である側方から異物が飛来しても、出力端面１ｂには到達できず、出力端面１ｂへの異物の付着を抑制できている。

なお、本実施形態では、ファイバ部品５Ａは、ファイバカバー３Ａを有しているとしたが、必ずしもファイバカバー３Ａを備えていなくてもよい。この場合でも空孔１ｃ，１ｄから不活性ガスＧが吹き出すので、出力端面１ｂに異物が付着することが抑制される。また、ガス導入手段１２は、光ファイバ１の空孔１ｃ，１ｄに不活性ガスＧを導入できれば本実施形態の形態に限定されない。

（第２の実施形態）
図６及び図７を参照して、第２の実施形態に係る光学装置及びその光学装置に用いられるファイバ部品について説明する。なお、以下の説明においては、第１の実施形態と同一の要素には同一の符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図６は、本実施形態の光学装置に用いられるファイバ部品の断面図である。このファイバ部品５Ｂは、（１）光ファイバ１の出力端面１ｂ（及び入力端面１ａ）が封止されている点、（２）ファイバカバー３Ｂが、ガス通路３１ａを有する点、及び、（３）ガス通路３１ａに不活性ガスＧを導入するガス導入口部３１ｂが、ファイバカバー３Ｂの周壁３１ｃに形成されている点で、主に第１の実施形態のファイバ部品５Ａと相違する。これらの点を中心にしてファイバ部品５Ｂについて説明する。

ファイバカバー３Ｂが有するガス通路３１ａは、内側空間４に連通すると共に、光ファイバ１の出力端面１ｂから入力端面１ａへ向かう方向に延びており、ガス導入口部３１ｂを有している。そして、ガス導入口部３１ｂを介してガス通路３１ａと後述するガス導入管１８ａとが接続され、ガス通路３１に不活性ガスＧが導入される。また、ガス通路３１ａは、ガス導入口部３１ｂよりも光ファイバ１の入力端面１ａ側で閉じており、ガス導入管１８ａを通して導入された不活性ガスＧは内側空間４に流入して、出力孔部３ｃから吹き出す。このように、ガス通路３１ａは、出力孔部３ｃから不活性ガスＧを吹き出すためのガス吹出し手段として機能する。

なお、ガス通路３１ａは、ファイバカバー３Ｂの中心軸線に直交する断面において、周壁３１ｃの周方向にわたって形成してもよいし、特定の位置（例えば、中心軸線に対象な位置）にのみ形成してもよい。

次に、ファイバ部品５Ｂを用いた本実施形態の光学装置について説明する。

図７は、本実施形態に係る光学装置の構成を示す模式図である。この光学装置５０Ｂは、前述したガス通路３１ａに不活性ガスＧを導入するためのガス導入手段１８を有する点で、第１の実施形態の光学装置５０Ａと主に相違する。この点を中心にして光学装置５０Ｂについて説明する。

光学装置５０Ｂが有するガス導入手段１８は、バルブ１２ｂ，１２ｄが設けられた配管１２ｃ，１２ｅ、流量・圧力コントローラ１２ａ、ガス導入管１８ａ、及び、バッファ槽１８ｂを含んで構成される。

そして、流量・圧力コントローラ１２ａは、配管１２ｅから流れてくる不活性ガスＧを、配管１２ｃを介してバッファ槽１８ｂに導入する。このバッファ槽１８ｂにはガス導入管１８ａが接続されている。そして、このガス導入管１８ａは、ガス導入口部３１ｂに着脱可能であって、バッファ槽１８ｂに流入してきた不活性ガスＧをガス導入口部３１ｂを介してガス通路３１ａに導入する。このように、ガス導入管１８ａは、ファイバ部品５Ｂに接続されるため、ファイバ部品５Ｂの動きに応じて屈曲できるようになっていることが好ましい。

また、光学装置５０Ｂの圧力計１４は、不活性ガスＧを一度溜めるバッファ槽１８ｂに接続されており、バッファ槽１８ｂ内の圧力を測定する。そして、制御ユニット１３は、圧力計１４が示す圧力値に基づいて、流量・圧力コントローラ１２ａを制御し、不活性ガスＧの流量・圧力を調整する。

また、光学装置５０Ｂは、ファイバ部品５Ｂ及び光源９が第１の実施形態と同様に固定されたチャンバ６を有しており、このチャンバ６で光ファイバ１の入力端面１ａと光源９の光出力端との間が覆われるので、入力端面１ａに外部からの異物が付着することが抑制される。

次に、光学装置５０Ｂの動作について説明する。まず、第１の実施形態の場合と同様にしてチャンバ６にファイバ部品５Ｂを取り付けると共に、ガス導入口部３１ｂ（図６参照）にガス導入管１８ａを接続する。そして、流量・圧力コントローラ１２ａによってガス通路３１ａに流す不活性ガスＧの流量・圧力を調整しながら、ガス導入手段１８から不活性ガスＧをガス通路３１ａに導入する。ガス通路３１ａは、光ファイバ１の入力端面１ａ側で閉じているため、ガス導入口部３１ｂから導入された不活性ガスＧは、ガス通路３１ａを通って内側空間４に流入した後、出力孔部３ｃから前方に向かって吹き出す（図６参照）。

続いて、光源９からレーザ光Ｌを出力し、一対のレンズ１０，１０を介して光ファイバ１の入力端面１ａにレーザ光Ｌを入射する。このレーザ光Ｌは、光ファイバ１内部を伝搬して出力端面１ｂから出力される。そして、出力端面１ｂから出力されたレーザ光Ｌは、ファイバカバー３Ｂの出力孔部３ｃを通って外部に出力される。そして、このファイバカバー３Ｂから出力されたレーザ光Ｌが加工などに用いられる。

この光学装置５０Ｂでは、ガス導入手段１８に接続されたガス通路３１ａを利用して不活性ガスＧを出力孔部３ｃから吹き出させるので、その不活性ガスＧの勢いを調整しやすい。これにより、例えば、異物がより飛来しやすい状況では、不活性ガスＧの勢いを高めるなどの調整が容易であり、出力端面１ｂへの異物の付着を更に抑制しやすくなっている。

また、不活性ガスＧをガス通路３１ａに通すために両端面が封止された光ファイバ１を用いていることから、真空ポンプを要しないため、装置構成が簡易になっている。ただし、光学装置５０Ｂが有する光ファイバ１の入力端面１ａ及び出力端面１ｂが封止されていなくても同様の効果を得ることができるので、入力端面１ａ及び出力端面１ｂが開放された装置構成としてもかまわない。

また、ガス通路３１ａは、光ファイバ１の入力端面１ａ側で閉じているとしたが、入力端面１ａ側のファイバカバー３Ｂの端部まで延ばし、貫通孔とすることもできる。この場合は、チャンバ６側のファイバカバー３Ｂの端部に形成される開口部がガス導入口部３１ｂに相当する。そして、第１の実施形態で示したガス導入手段１２をチャンバ６に接続することにより、チャンバ６側のファイバカバー３Ｂの端部に位置するガス導入口部３１ｂを介して不活性ガスＧをガス通路３１ａに導入することができる。

（第３の実施形態）
図８〜図１０を参照して、第３の実施形態に係る光学装置及びその光学装置に用いられるファイバ部品について説明する。なお、以下の説明においては、第１及び第２の実施形態と同一の要素には同一の符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図８は、本実施形態の光学装置に用いられるファイバ部品の断面図である。ファイバ部品５Ｃは、ファイバカバー３Ｃが仕切壁３１ｄを有しており、仕切壁３１ｄによって、内側空間４が第１小室４ａ及び第２小室４ｂに仕切られている点で、第２の実施形態のファイバ部品５Ｂと主に相違する。この点を中心にしてファイバ部品５Ｃについて説明する。なお、ファイバ部品５Ｃが有する光ファイバ１の空孔１ｃ，１ｄは、第１の実施形態の場合と同様に、入力端面１ａから出力端面１ｂまで貫通した貫通孔である。

第１小室４ａ及び第２小室４ｂは、出力端面１ｂに対峙する仕切壁３１ｄによって内側空間４が仕切られて形成されており、第２小室４ｂにガス通路３１ａが連通している。第１小室４ａ及び第２小室４ｂは、出力端面１ｂ側から順に配置されており、仕切壁３１ｄに形成された連通孔部３１ｅによって互いに連通している。連通孔部３１ｅは、光ファイバ１の光軸を中心軸線として形成されているので、出力端面１ｂから出力されるレーザ光Ｌは、この連通孔部３１ｅを通って第１小室４ａ側から第２小室４ｂ側に出力される。

図９は、図８に示したファイバカバー３Ｃが有する連通孔部３１ｅの拡大断面図である。連通孔部３１ｅにおける光軸方向Ｃの任意の位置ｐ_２での半径ｒ_２は、

なる関係を満たす。ここで、Ｘ_２は、出力端面１ｂから位置ｐ_２までの距離であり、ｒ_ｃは光ファイバ１のコア半径である。また、Aは、光ファイバ１の開口数であって、θはｓｉｎ^−１Ａである。ただし、仕切壁３１ｄにおける出力端面１ｂ側の壁面３１ｆの位置での連通孔部３１ｅの半径ｒ_２は、第１小室４ａの半径ｒ_ｓ（すなわち、内側空間４の半径ｒ_ｓ）よりも小さくなっている。なお、図９では、連通孔部３１ｅの半径ｒ_２は光軸方向Ｃに沿って一定としているが、（式６）を満たせば、第１小室４ａ側から第２小室４ｂ側に向かって大きくなっていても良い。

上記構成では、連通孔部３１ｅの光軸方向Ｃの任意の位置ｐ_２での半径ｒ_２が（式６）を満たすので、出力端面１ｂからのレーザ光Ｌが、連通孔部３１ｅをなしている仕切壁３１ｄの内壁面でカットされたり回折されたりせずに、確実に第２小室４ｂ側に出力される。なお、第１の実施形態の場合と同様に、出力端面１ｂに異物が飛来するのを低減する観点から、壁面３１ｆの位置での連通孔部３１ｅの半径ｒ_２は、

を満たすことが好ましい。

次に、ファイバ部品５Ｃを用いた本実施形態の光学装置について説明する。

図１０は、本実施形態に係る光学装置の構成を示す模式図である。光学装置５０Ｃは、ファイバ部品５Ｃ及び光源９が第１の実施形態と同様に接続されたチャンバ６を有している。このチャンバ６には、光学装置５０Ｃの一部をなしており、第１の実施形態のガス導入手段１２に相当するガス導入手段１９が接続されている。

ガス導入手段１９は、チャンバ６内に導入する不活性ガスＧ１の流量・圧力を調整する流量・圧力コントローラ１９ａ、開閉可能なバルブ１９ｂが設けられた配管１９ｃ、及び開閉可能なバルブ１９ｄが設けられた配管１９ｅを有している。そして、流量・圧力コントローラ１９ａは、配管１９ｅを流れてくる不活性ガスＧ１を、配管１９ｃを介してチャンバ６内に導入する。なお、不活性ガスＧ１は、第１及び第２の実施形態の不活性ガスＧと同様のガスである。

このガス導入手段１９を利用して、チャンバ６内の気体を不活性ガスＧ１に置換する作業を容易にするために、光学装置５０Ｃは、第１の実施形態の場合と同様に、チャンバ６内の気体を排気する排気手段１５を有する。

また、光学装置５０Ｃは、第２の実施形態のガス導入手段１８に相当するガス導入手段２０も有している。ガス導入手段２０は、ガス通路３１ａを流れる不活性ガスＧ２の流量・圧力を調整する流量・圧力コントローラ２０ａ、開閉可能なバルブ２０ｂが設けられた配管２０ｃ、同様に開閉可能なバルブ２０ｄが設けられた配管２０ｅ、及び、ガス導入管１８ａが接続されたバッファ槽１８ｂを有する。

そして、流量・圧力コントローラ２０ａは、配管２０ｅから流れてくる不活性ガスＧ２を、配管２０ｃを介してバッファ槽１８ｂに導入する。これにより、バッファ層１８ｂに導入された不活性ガスＧ２はガス導入管１８ａを通ってガス通路３１ａに流入する。なお、不活性ガスＧ２は、第１及び第２の実施形態の不活性ガスＧと同様のガスである。

更に、光学装置５０Ｃが有する制御ユニット１３は、チャンバ６内の圧力を測定する圧力計１４Ａが示す圧力値に基づいて、流量・圧力コントローラ１９ａを流れる不活性ガスＧ１の流量・圧力を調整すると共に、バッファ槽１８ｂ内の圧力を測定する圧力計１４Ｂが示す圧力値に基づいて、流量・圧力コントローラ２０ａを流れる不活性ガスＧ２の流量・圧力を調整する。

次に、上記光学装置５０Ｃの動作について説明する。まず、第１の実施形態の場合と同様にしてチャンバ６にファイバ部品５Ｃを取り付けると共に、ガス導入口部３１ｂ（図８参照）にガス導入管１８ａを接続する。そして、第１の実施形態と同様に、真空ポンプ１５ａ及びガス導入手段１９を利用してチャンバ６内の気体を不活性ガスＧ１で置換して陽圧にする。光学装置５０Ｃが有する光ファイバ１の空孔１ｃ，１ｄは貫通孔であることから、チャンバ６内を陽圧にすることによって、出力端面１ｂから不活性ガスＧ１が第１小室４ａ内に吹き出す。この第１小室４ａ内に吹き出された不活性ガスＧ１は、連通孔部３１ｅを通って第２小室４ｂに流入した後、出力孔部３ｃから前方に向かって吹き出す（図８参照）。

また、ガス導入手段１９からチャンバ６内に不活性ガスＧ１を導入するとき、或いは、出力孔部３ｃから不活性ガスＧ１が吹き出している状態で、ガス導入手段２０からガス通路３１ａを介して第２小室４ｂに不活性ガスＧ２を導入する。この第２小室４ｂに導入された不活性ガスＧ２は出力孔部３ｃから吹き出す（図８参照）。

前述した不活性ガスＧ１，Ｇ２を第１小室４ａ及び第２小室４ｂに導入するとき、第１小室４ａ内の圧力が第２小室４ｂ内の圧力よりも僅かに高くなるように、流量・圧力コントローラ１９ａ，２０ａを利用して不活性ガスＧ１，Ｇ２の流量・圧力を調整する。これにより、第２小室４ｂ内の不活性ガスＧ１，Ｇ２が第１小室４ａに逆流することを防止することができ、不活性ガスＧ１，Ｇ２が確実に出力孔部３ｃから吹き出す。

上記のようにして、不活性ガスＧ１，Ｇ２が出力孔部３ｃから吹き出しているときに、第１の実施形態の場合と同様に、レーザ光源９からレーザ光Ｌを出力して、出力端面１ｂからレーザ光Ｌを出力させる。この出力端面１ｂから出力されたレーザ光Ｌは、更に、ファイバカバー３Ｃの連通孔部３１ｅ及び出力孔部３ｃ（図８参照）を通ってファイバカバー３Ｃの外部に出力される。そして、このファイバカバー３Ｃから出力されたレーザ光Ｌを、例えば、レーザ加工のために使用し、或いは、レーザメスとして使用する。

この光学装置５０Ｃでは、ガス通路３１ａから不活性ガスＧ２を導入して出力孔部３ｃから不活性ガスＧ２を吹き出すと共に、出力端面１ｂからも不活性ガスＧ１を吹き出している結果、出力端面１ｂから出力されるレーザ光Ｌを、レーザ加工用やレーザメスとして使用するときに、出力端面１ｂに異物が付着することが抑えられている。これにより、光ファイバ１を伝搬してきたレーザ光Ｌが異物によって散乱することが抑制され、或いは、その異物の焼き付きによって出力端面１ｂが破損することが抑制される。

更に、空孔１ｃ，１ｄが貫通孔であるため、第１の実施形態と同様に、仮に異物が出力端面１ｂまで飛来してきても、光ファイバ１の光軸上には付着するべき場所がないため、異物の焼き付きによる出力端面１ｂの破損が防止されている。

また、内側空間４が形成されていることで、出力端面１ｂから見た出力孔部３ｃの立体角は小さくなる結果、この立体角の外側である側方から異物が飛来しても、出力端面１ｂには到達できず、出力端面１ｂへの異物の付着を抑制できることは、第１の実施形態と同様である。

また、この内側空間４の一部をなす第１小室４ａは、光ファイバ１の出力端面１ｂと第２小室４ｂの間のバッファ槽としての役割を果たしており、出力端面１ｂから吹き出す不活性ガスＧ１の流量・圧力の揺らぎが低減されるため、第１小室４ａと第２小室４ｂとの間の流れを一定に保つことができる。そして、端壁３ｂ側の第２小室４ｂは、ガス通路３１ａから導入され出力孔部３ｃから吹き出される不活性ガスＧ２及び第１小室４ａから導入され出力孔部３ｃから吹き出される不活性ガスＧ１のバッファ槽としての役割を果たすので、出力孔部３ｃから吹き出す不活性ガスＧ１，Ｇ２の勢いを一定に保つことができる。このように、第１小室４ａ及び第２小室４ｂがそれぞれバッファ槽としての機能を果たすため、出力孔部３ｃから不活性ガスＧ１，Ｇ２が安定して吹き出す結果、出力端面１ｂに異物が更に付着しにくい。

更に、光学装置５０Ｃでは、ガス導入手段１９で不活性ガスＧ１の流量・圧力を調整し、ガス導入手段２０で不活性ガスＧ２の流量・圧力を調整することから、第１小室４ａ内の圧力を第２小室４ｂ内の圧力よりも僅かに高くするための不活性ガスＧ１，Ｇ２の流量・圧力の調整が容易になっている。そのため、前述したように、第２小室４ｂから第１小室４ａへの逆流が発生しにくく、不活性ガスＧ１，Ｇ２がより安定して出力孔部３ｃから吹き出す。その結果、出力端面１ｂへの異物の飛来をより効果的に抑制できる。

なお、第１小室４ａ及び第２小室４ｂ内の圧力をコントロールするために、不活性ガスＧ１，Ｇ２は、ガス導入手段１９，２０を利用することによって別系統で導入することが好ましいが、１つのガス導入手段で（すなわち、１系統で）第１小室４ａ及び第２小室４ｂに不活性ガスＧを導入してもよい。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記第１〜第３の実施形態に限定されないことは言うまでもない。第１〜第３の実施形態において、光源はレーザ光源としているが、レーザ光源に限らず、光ファイバで伝搬させるべき光を出力できる光源ならばよい。また、ガス導入手段１２，１８〜２０から空孔１ｃ，１ｄ及びガス通路３１ａに導入するガスは不活性ガスＧ，Ｇ１，Ｇ２としているが、不活性ガスに限らなくてもよい。

また、光ファイバ１は、ホーリーファイバであって、特に、中空のフォトニックバンドギャップファイバとして説明したが、光軸方向に延びる複数の空孔が形成されていればよく、例えば、中実のコア領域を有する、空孔アシスト型ファイバやフォトニック結晶型ファイバでもよい。光ファイバの形態は、伝送すべき光の特性及び光学装置の用途に応じて選択すればよいことは言うまでもない。

第１の実施形態の光学装置に用いられる光ファイバの切欠き斜視図である。 第１の実施形態の光学装置に用いられるファイバ部品の断面図である。 図２に示したファイバカバーが有する出力孔部の拡大断面図である。 第１の実施形態の光学装置の構成を示す模式図である。 図４に示された光学装置におけるファイバ部品とレセプタクルとの接続構造を説明するための図である。 第２の実施形態の光学装置に用いられるファイバ部品の断面図である。 第２の実施形態の光学装置の構成を示す模式図である。 第３の実施形態の光学装置に用いられるファイバ部品の断面図である。 図８に示したファイバカバーが有する連通孔部の拡大断面図である。 第３の実施形態の光学装置の構成を示す模式図である。

符号の説明

１…光ファイバ、１ａ…入力端面、１ｂ…出力端面、１ｃ，１ｄ…空孔、３Ａ〜３Ｃ…ファイバカバー、３ａ…先端部、３ｃ…出力孔部、４…内側空間、４ａ…第１小室、４ｂ…第２小室、５Ａ〜５Ｃ…ファイバ部品、９…光源、１２…ガス導入手段、１５…排気手段、１８〜２０…ガス導入手段、３１ａ…ガス通路（ガス吹出し手段）、３１ｂ…ガス導入口部（ガス吹出し手段）、３１ｅ…連通孔部、５０Ａ〜５０Ｃ…光学装置、Ｇ，Ｇ１，Ｇ２…不活性ガス、Ｃ…光軸方向。

Claims (15)

1. 入力端面から出力端面に向かって光軸方向に貫通している複数の空孔を有する光ファイバと、
   前記光ファイバの入力端面に光学的に結合する光源と、
   前記光ファイバの前記空孔に前記入力端面側からガスを導入するガス導入手段と、
   を備え、
   前記光ファイバの前記出力端面から前記ガスを吹き出す
   ことを特徴とする光学装置。
2. 前記出力端面側に取り付けられ前記光ファイバの外周を覆うファイバカバーを更に備え、
   前記ファイバカバーの先端部には、前記出力端面から出力される光を外部に出力する出力孔部が形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. 前記出力孔部における前記光軸方向の任意の位置ｐ_１までの前記出力端面からの距離をＸ_１とし、前記光ファイバのコア半径をｒ_ｃとし、前記光ファイバの開口数をＡとし、θ＝sin^-1Ａとしたとき、
   前記出力孔部における前記光軸方向の前記位置ｐ_１での前記出力孔部の半径ｒ_１が、
   

   

   なる関係を満たす
   ことを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
4. 前記光ファイバの前記出力端面と前記出力孔部との間に、前記出力孔部における前記出力端面側の半径より大きい半径を有する内側空間が形成されている
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光学装置。
5. 前記複数の空孔のうちの少なくとも１つの空孔は、前記光ファイバのコア領域に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の光学装置。
6. 前記光ファイバの入力端面側と前記ガス導入手段とが共に接続されるチャンバ、及び、前記チャンバ内の気体を排気する排気手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の光学装置。
7. 前記ガスは、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びキセノンの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の光学装置。
8. 光軸方向に延びている複数の空孔を有する光ファイバと、
   前記光ファイバの出力端面側に取り付けられ前記光ファイバの外周を覆うファイバカバーと、
   を備え、
   前記ファイバカバーの先端部には、前記出力端面から出力される光を外部に出力する出力孔部が形成されており、
   前記ファイバカバーは、前記出力孔部から外部にガスを吹き出すガス吹出し手段を有する
   ことを特徴とするファイバ部品。
9. 前記光ファイバの出力端面と前記出力孔部との間に、前記出力孔部における前記出力端面側の半径より大きい半径を有する内側空間が形成されており、
   前記ガス吹出し手段は、前記内側空間を介して前記出力孔部から外部にガスを吹き出す
   ことを特徴とする請求項８に記載のファイバ部品。
10. 前記出力孔部における前記光軸方向の任意の位置ｐ_１までの前記出力端面からの距離をＸ_１とし、前記光ファイバのコア半径をｒ_ｃとし、前記光ファイバの開口数をＡとし、θ＝sin^-1Ａとしたとき、
    前記出力孔部における前記光軸方向の前記位置ｐ_１での前記出力孔部の半径ｒ_１が、
    

    

    なる関係を満たす
    ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のファイバ部品。
11. 前記内側空間は、前記出力端面側から順に配置された第１小室と第２小室とを有し、
    前記第１小室と前記第２小室とを隔てる仕切壁には、前記第１小室と前記第２小室とを互いに連通すると共に前記出力端面から出力される光を前記第１小室側から前記第２小室側に通す連通孔部が形成されており、
    前記連通孔部における前記光軸方向の任意の位置ｐ_２までの前記出力端面からの距離をＸ_２とし、前記光ファイバのコア半径をｒ_ｃとし、前記光ファイバの開口数をＡとし、θ＝sin^-1Ａとしたとき、
    前記連通孔部における前記光軸方向の前記位置ｐ_２での前記連通孔部の半径ｒ_２が、
    

    

    なる関係を満たす
    ことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載のファイバ部品。
12. 前記複数の空孔のうちの少なくとも１つの空孔は、前記光ファイバのコア領域に形成されていることを特徴とする請求項８〜請求項１１の何れか１項に記載のファイバ部品。
13. 請求項８〜請求項１２の何れか１項に記載のファイバ部品と、
    前記ファイバ部品が有する前記光ファイバの入力端面と光学的に結合する光源と、
    前記ファイバ部品が有する前記ファイバカバーの前記ガス吹出し手段にガスを導入するガス導入手段と、
    を備えることを特徴とする光学装置。
14. 前記ガス吹出し手段は、前記ガス導入手段に接続されるガス導入口部を有しており、
    前記ガス導入手段は、前記ガス導入口部を通して前記ガス吹出し手段に前記ガスを導入する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の光学装置。
15. 前記ガスは、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びキセノンの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の光学装置。

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