JP2006133337A - Hollow waveguide for laser energy transmission, and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ光を伝送するために用いられるレーザエネルギー伝送用中空導波路及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a hollow waveguide for laser energy transmission used for transmitting laser light and a method for manufacturing the same.
レーザエネルギー伝送用中空導波路は医療、計測、分析の各種分野において、大出力のレーザ光を伝送するために用いられている。特許文献1には、波長10.6μm帯域のCO2レーザ(炭酸ガスレーザ)、波長2.94μm帯域のEr−YAGレーザ、波長5μm帯域のCOレーザ等のレーザ光に対して低損失での伝送が可能な中空導波路が記載されている。
Laser energy transmission hollow waveguides are used to transmit high-power laser light in various fields of medicine, measurement, and analysis.
特許文献1に記載される従来のレーザエネルギー伝送用中空導波路は、金属パイプの内部に環状ポリオレフィン溶液を注入して付着させた後、高温の熱処理を行った乾燥、固化させることにより環状ポリオレフィンの誘電体膜を金属パイプの内面に析出させ、この誘電体膜によって区画される中空領域を導波路とするものである。
従来のレーザエネルギー伝送用中空導波路では、誘電体膜を構成する環状ポリオレフィンの引張り破断伸びが小さいため、衝撃が加わったり、曲げや引張りが加わると、誘電体膜が簡単に剥離したり破断する。このため、耐久性に劣るばかりでなく、導波路を屈曲させて配索することが難しく、配索の自由度が小さい問題を有している。 In conventional hollow waveguides for laser energy transmission, the tensile fracture elongation of the cyclic polyolefin constituting the dielectric film is small, so that the dielectric film easily peels off or breaks when subjected to impact, bending, or tension. . For this reason, not only is it inferior in durability, but it is difficult to bend and route the waveguide, and the degree of freedom of routing is small.
また、環状ポリオレフィンは可視光の透過率が小さく、中空導波路を屈曲させて使用する場合には、可視光の透過率が極端に低下する。このため、レーザ光のガイド光として可視光を同軸に用いた場合にガイド光の伝送損失が大きくなり、見えにくい問題も有している。そして、このようにガイド光の伝送損失が大きく、見えにくい場合には、例えば、手術中における焦点位置が分かりにくくなり誤切開等の事故を誘発する危険性がある。このような危険性を回避するためには、ガイド光を同軸に用いることなく、別のファイバを用いてガイド光を導光する必要があり、この場合には、構造が複雑となる。さらに、レーザエネルギー伝送用に用いた中空導波路が折れた場合には、別のファイバからのガイド光だけが光るため、中空導波路からレーザ出力がされていない判断ができないものともなる。 Further, the cyclic polyolefin has a low visible light transmittance, and when the hollow waveguide is bent and used, the visible light transmittance is extremely lowered. For this reason, when visible light is used coaxially as the guide light of the laser light, the transmission loss of the guide light increases, and there is a problem that it is difficult to see. If the transmission loss of the guide light is so large that it is difficult to see, for example, the focal position during the operation becomes difficult to understand and there is a risk of inducing an accident such as an erroneous incision. In order to avoid such a risk, it is necessary to guide the guide light using another fiber without using the guide light coaxially. In this case, the structure becomes complicated. Further, when the hollow waveguide used for laser energy transmission is broken, only the guide light from another fiber is emitted, so that it cannot be determined that the laser output is not output from the hollow waveguide.
さらに、また、環状ポリオレフィンの誘電体膜を形成するためには、熱処理して焼き付けを行う必要があり、そのための温度条件や加熱媒体等に対する制御が必要となるばかりでなく、製造工程が面倒であり、長時間を要する問題を有している。 Furthermore, in order to form a dielectric film of cyclic polyolefin, it is necessary to perform baking by heat treatment, which requires not only control over temperature conditions and heating medium, but also the production process is troublesome. There is a problem that takes a long time.
本発明は、このような問題点を考慮してなされたものであり、衝撃や曲げ、引張り等の外力に対する強度が大きく耐久性を有していると共に、配索を簡単に行うことができ、しかもガイド光に用いる可視光の伝送損失が小さく、見えやすいばかりでなく、誘電体膜を簡単に形成することが可能なレーザエネルギー伝送用中空導波路及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such problems, has high durability against external forces such as impact, bending, and tension, has durability, and can be routed easily. In addition, it is an object of the present invention to provide a hollow waveguide for laser energy transmission capable of easily forming a dielectric film as well as a visible light transmission loss used for guide light, and a manufacturing method thereof. .
請求項1記載の発明のレーザエネルギー伝送用中空導波路は、内面が鏡面となっている管状部材と、スチレン樹脂を主成分とする可撓性を有した材料からなり、管状部材の内面に被着された誘電体膜とを備えていることを特徴とする。
The hollow waveguide for laser energy transmission according to
請求項1記載の発明では、管状部材の内面側で導波路を構成する誘電体膜が可撓性を有しており、曲げに対して良好に追従することができると共に引張りに対しても十分に伸びることができる。また、誘電体膜はスチレン樹脂を主成分とすることにより衝撃に対して大きな強度を有している。これらにより、誘電体膜が剥離したり、破断することがなく大きな耐久性を有している。従って、例えば、管状部材を曲げても、その曲げに良好に追随することができるため、配索を簡単に行うことができると共に配索の自由度を増大させることができる。 According to the first aspect of the present invention, the dielectric film constituting the waveguide on the inner surface side of the tubular member has flexibility, can follow the bending well, and is sufficient for the tension. Can stretch. In addition, the dielectric film has a high strength against impact by using styrene resin as a main component. As a result, the dielectric film does not peel or break, and has high durability. Therefore, for example, even if a tubular member is bent, it can follow the bending satisfactorily, so that the routing can be performed easily and the degree of freedom of the routing can be increased.
また、誘電体膜はスチレン樹脂を主成分とすることにより可視光の透過率が大きく、中空導波路を曲げて使用しても可視光の伝送損失が大きくなることがない。このため、レーザ光に加えて可視光をガイド光として通してもガイド光の伝送損失が小さく、使用に際して見えやすく操作性が向上する。このため、誤切開等の事故の発生を防止することができる。さらに、ガイド光を同軸に用いることができるため、ガイド光が出力されない場合には、レーザエネルギー伝送用に用いている中空導波路に破損が生じていることを予測することができる等の的確な判断をすることが可能となる。 In addition, the dielectric film is mainly composed of a styrene resin, so that the visible light transmittance is large, and the visible light transmission loss does not increase even when the hollow waveguide is bent. For this reason, even if visible light is passed as the guide light in addition to the laser light, the transmission loss of the guide light is small, and it is easy to see in use and the operability is improved. For this reason, the occurrence of accidents such as erroneous incisions can be prevented. Furthermore, since the guide light can be used coaxially, when the guide light is not output, it is possible to predict that the hollow waveguide used for laser energy transmission is damaged. Judgment can be made.
さらに、誘電体膜はスチレン樹脂を主成分とすることにより溶媒への均一な溶解が可能であると共に、溶媒から容易に析出させることが可能となっている。従って、管状部材内面への被着に際しては、溶媒を飛散させるだけで良く、熱処理を行う必要がなくなる。これにより、管状部材内面への誘電体膜の形成を簡単に行うことができる。 Furthermore, the dielectric film can be uniformly dissolved in a solvent by using a styrene resin as a main component, and can be easily deposited from the solvent. Therefore, when depositing on the inner surface of the tubular member, it is only necessary to scatter the solvent, and there is no need to perform heat treatment. As a result, the dielectric film can be easily formed on the inner surface of the tubular member.
請求項2記載の発明は、請求項1記載のレーザエネルギー伝送用中空導波路であって、誘電体膜がスチレン樹脂とブタジエン樹脂との共重合体であることを特徴とする。
The invention according to
請求項2記載の発明に用いるブタジエン樹脂はフレキシブル性を有している。このため、スチレン樹脂とブタジエン樹脂との共重合体によって誘電体膜を形成することにより、請求項1記載の作用を確実且つ容易に行うことができる。
The butadiene resin used in the invention of
請求項3記載の発明は、請求項1記載のレーザエネルギー伝送用中空導波路であって、管状部材の内面に金属薄膜がコーティングされていることを特徴とする。 A third aspect of the present invention is the laser energy transmission hollow waveguide according to the first aspect, wherein the inner surface of the tubular member is coated with a metal thin film.
請求項3記載の発明のように、管状部材の内面に金属薄膜をコーティングすることにより、管状部材の内面を鏡面とすることができるため、レーザ光の伝送効率を向上させることができる。
As described in
請求項4記載の発明は、請求項3記載のレーザエネルギー伝送用中空導波路であって、金属薄膜が銀、金、モリブデンまたはニッケルの薄膜であることを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is the hollow waveguide for laser energy transmission according to the third aspect, wherein the metal thin film is a thin film of silver, gold, molybdenum or nickel.
請求項4記載の発明では、金属薄膜として銀、金、モリブデンまたはニッケルの薄膜を用いるため、管状部材内面への金属薄膜の形成を容易に行うことができる。 In the invention of claim 4, since a thin film of silver, gold, molybdenum or nickel is used as the metal thin film, the metal thin film can be easily formed on the inner surface of the tubular member.
請求項5記載の発明は、請求項1または3記載の中空導波路であって、管状部材が石英からなる中空ガラス管、金属パイプ、非金属パイプまたはフッ素樹脂製パイプであることを特徴とする。
The invention according to
請求項5記載の発明のように、管状部材として石英製の中空ガラス管や金属パイプ、非金属パイプまたはフッ素樹脂製パイプを用いることにより、中空導波路の原料としての管状部材の安定供給が可能となる。
As in the invention described in
請求項6記載の発明のレーザエネルギー伝送用中空導波路の製造方法は、スチレン樹脂を主成分とする可撓性を有した材料からなる誘電体の溶液を、内面が鏡面となっている管状部材の内部に流動させて誘電体膜を被着した後、溶媒を飛散させて誘電体膜を析出させることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a hollow waveguide for laser energy transmission, comprising: a dielectric solution made of a flexible material mainly composed of a styrene resin; The dielectric film is deposited by flowing inside the film, and then the solvent is scattered to deposit the dielectric film.
請求項6記載の発明では、誘電体膜を管状部材の内面に被着させた後、誘電体の溶媒を飛散させて誘電体膜を析出させるため、誘電体膜被着のための熱処理を行う必要がなく、管状部材内面への誘電体膜の形成を簡単に行うことができる。このため、製造を簡単に行うことができると共に、迅速な製造を行うことが可能となる。 In the invention described in claim 6, after the dielectric film is deposited on the inner surface of the tubular member, the dielectric solvent is scattered to deposit the dielectric film, so that heat treatment for depositing the dielectric film is performed. There is no need, and the dielectric film can be easily formed on the inner surface of the tubular member. For this reason, it is possible to easily perform the manufacturing and to perform the rapid manufacturing.
請求項7記載の発明のレーザエネルギー伝送用中空導波路の製造方法は、銀イオン溶液と還元液とを管状部材の内面に流通させながら管状部材の内部で銀を析出させて銀膜を管状部材の内面にコーティングする工程と、スチレン樹脂を主成分とする可撓性を有した材料からなる誘電体の溶液を管状部材の内部に流動させて銀膜上に誘電体膜を被着した後、溶媒を飛散させて誘電体膜を析出させることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for producing a hollow waveguide for laser energy transmission, wherein silver is deposited inside a tubular member while flowing a silver ion solution and a reducing solution on the inner surface of the tubular member to form a silver film into the tubular member And coating a dielectric film on the silver film by flowing a dielectric solution made of a flexible material mainly composed of styrene resin into the tubular member, The dielectric film is deposited by scattering the solvent.
請求項7記載の発明では、請求項6記載と同様の作用を有するのに加え、銀鏡反応によって銀膜を析出させることにより、管状部材の内面を鏡面とするため、鏡面の形成を容易且つ迅速に行うことが可能となる。 In the invention according to claim 7, in addition to having the same effect as that of claim 6, the inner surface of the tubular member is made into a mirror surface by depositing a silver film by a silver mirror reaction, so that the mirror surface can be easily and quickly formed. Can be performed.
本発明のレーザエネルギー伝送用中空導波路によれば、誘電体膜が可撓性を有しているため、衝撃や引張り、曲げ等の外力が作用しても誘電体膜が剥離したり破断することなく、耐久性を向上させることができると共に、導波路の配索を確実且つ容易に行うことができる。また、誘電体膜がスチレン樹脂を主成分としており、可視光の透過率が大きく可視光をガイド光として通しても伝送損失が小さいため、使用に際して見えやすく操作性が向上する。 According to the hollow waveguide for laser energy transmission of the present invention, since the dielectric film has flexibility, the dielectric film peels off or breaks even when an external force such as impact, tension, or bending acts. Therefore, the durability can be improved and the waveguide can be routed reliably and easily. In addition, since the dielectric film is mainly composed of styrene resin, the visible light transmittance is large, and the transmission loss is small even when the visible light is passed as the guide light.
本発明のレーザエネルギー伝送用中空導波路の製造方法によれば、管状部材内面への誘電体膜の形成のために熱処理を行う必要がないため、誘電体膜の形成を簡単に行うことができ、製造の制御が容易となると共に、迅速に製造することができる。 According to the method for manufacturing a hollow waveguide for laser energy transmission of the present invention, it is not necessary to perform heat treatment for forming the dielectric film on the inner surface of the tubular member, so that the dielectric film can be easily formed. In addition, the manufacturing can be easily controlled and the manufacturing can be performed quickly.
図1及び図2は、本発明の一実施の形態におけるレーザエネルギー伝送用中空導波路(以下、中空導波路)1を示し、管状部材2と、管状部材2の内面に被着された誘電体膜3とを備えており、誘電体膜3の内面によって区画される中空領域4がレーザ光の導波路となる。レーザ光としては、波長10.6μm帯域のCO2レーザ、波長3近辺帯域のEr−YAGレーザ、波長5μm近辺帯域のCOレーザ等を用いることができる。
1 and 2 show a hollow waveguide for laser energy transmission (hereinafter referred to as a hollow waveguide) 1 according to an embodiment of the present invention, and a
管状部材2としては、金属パイプ、非金属パイプ、フッ素樹脂パイプあるいは石英からなる中空ガラス管を使用することができる。レーザ光は、誘電体膜3内方側の中空領域4内に導入されることにより、中空領域4と誘電体膜3との境界及び誘電体膜3と管状部材2との境界で反射を繰り返すことにより伝搬される。このため、誘電体膜3との境界面である管状部材2の内面が鏡面に形成されるものである。
As the
この実施の形態において、管状部材2の内面に金属薄膜5をコーティングすることにより、管状部材2の内面を鏡面とするものである。金属薄膜5としては、銀、金、モリブデン、ニッケルその他の金属の薄膜を用いることができる。これらの金属薄膜5は、管状部材2の内面に対してメッキ処理や蒸着処理、その他の処理を施すことにより形成することができる。
In this embodiment, the inner surface of the
なお、金属薄膜5として銀膜を形成する場合には、銀鏡反応を行うことにより簡単に管状部材2の内面をコーティングすることが可能となる。銀膜のコーティングは、管状部材2として中空ガラス管を用い、この中空ガラス管の内部に還元液と銀イオン溶液を流動させながら銀鏡反応を行って中空ガラス管の内面に銀膜を形成するものである。この場合、中空ガラス管としては、0.5〜1.0mm程度の内径を有したものが使用される。このような銀鏡反応によって形成される銀膜は、粒子間の隙間が狭く、しかも粒子が小さいため、レーザ光を効率良く反射させることができるメリットを有している。この銀膜としては、0.1〜0.2μm程度の薄い膜厚で目的の反射を行うことができる。
In addition, when forming a silver film as the metal
管状部材2の内面を鏡面とする他の手段としては、管状部材2として金属パイプを用い、この金属パイプの内面に対して電解研磨、放電研磨等の研磨処理を行って鏡面としても良い。この場合には、管状部材2の内面に対して金属薄膜5をコーティングする必要がなくなる。
As another means for using the inner surface of the
上述した誘電体膜3としては、スチレン樹脂を主成分とする可撓性を有した材料が用いられる。誘電体膜3として、スチレン樹脂を主成分とする材料を用いることにより、誘電体膜3の透過率が大きくなり、小さな損失でレーザ光を伝送することが可能となる。
As the
管状部材2の内面に対する誘電体膜3の被着は、上述した材料を有機溶剤等の溶媒に溶解し、この溶液を管状部材2の内部に流動させて誘電体膜3を管状部材2の内面に付着させる。その後、管状部材2の内部に窒素ガス等の不活性ガスまたは圧縮空気あるいは不活性ガス及び圧縮空気の双方を供給して溶媒を飛散させて乾燥させることにより誘電体膜3を析出させることにより行うことができる。これに限らず、上述した材料の溶液に管状部材2を浸漬させてその内面に誘電体膜3を付着させ、その後、同様に乾燥することによっても誘電体膜3を被着させることができる。このような操作では、溶媒を飛散させるだけで確実に誘電体膜3を被着させることができる。このため、誘電体膜3の被着のために熱処理して焼き付けする必要がなくなり、誘電体膜3の被着を簡単で且つ短時間に行うことができるのに加え、工程数を削減することが可能となる。
The
この実施の形態において、誘電体膜3としてスチレン樹脂を主成分とすることにより、上述したようにレーザ光の良好な伝送効率を備えることができるのに加え、誘電体膜3の衝撃、曲げ等の外力に対する大きな強度を有したものとすることができる。さらに、誘電体膜3が可撓性を有していることにより、曲げに対して良好に追従することができるばかりでなく、引張りに対しても十分に伸びることができる。これらにより、誘電体膜3が破断したり、管状部材2から剥離することがなく、十分な耐久性を有したものとすることができる。従って、中空導波路1の配索のために、管状部材2を曲げても誘電体膜3がその曲げに良好に追従することができる。これにより、中空導波路1の配索を簡単且つ確実に行うことができる。
In this embodiment, by using a styrene resin as a main component as the
スチレン樹脂を主成分とし、且つ可撓性を有する材料としては、スチレン樹脂とブタジエン樹脂との共重合体を用いることができる。この共重合体は、スチレン樹脂としての衝撃等に対する強度を有するのに加え、ブタジエン樹脂としての可撓性を有した特性を備えるものである。スチレン樹脂及びブタジエン樹脂の重合度は、耐衝撃性や引張り強度等の誘電体膜3として要求される特性を考慮して設定されるものであり、例えば、スチレン樹脂50〜90重量%、ブタジエン樹脂50〜10重量%の範囲、より好ましくは、スチレン樹脂60〜80重量%、ブタジエン樹脂40〜20重量%の範囲で適宜変更することができる。スチレン樹脂が50重量%未満の場合には、ブタジエン樹脂が相対的に多くなって誘電体膜3としての耐衝撃性を備えることができず、スチレン樹脂が90重量%を超える場合には、可撓性が必要以上に低下するため好ましくない。
As a material having a styrene resin as a main component and having flexibility, a copolymer of a styrene resin and a butadiene resin can be used. This copolymer has a characteristic of having flexibility as a butadiene resin in addition to having strength against impact as a styrene resin. The degree of polymerization of the styrene resin and the butadiene resin is set in consideration of characteristics required for the
かかるスチレン樹脂とブタジエン樹脂との共重合体としては、例えば、商品名「アサフレックス830」(旭化成ケミカルズ(株)製)を用いることができる。この「アサフレックス830」は、スチレン樹脂70重量%、ブタジエン樹脂30重量%の共重合体である。また、「アサフレックス830」は、ペットボトル等の包装容器の材料として使用が許可されており、安全性の高いものとなっている。 As such a copolymer of styrene resin and butadiene resin, for example, trade name “Asaflex 830” (manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) can be used. This “Asaflex 830” is a copolymer of 70% by weight of styrene resin and 30% by weight of butadiene resin. Further, “Asaflex 830” is permitted to be used as a material for packaging containers such as PET bottles, and has high safety.
誘電体膜3の膜厚としては、伝送されるレーザ光により適宜変更されるものであり、波長10.6μmの炭酸ガスレーザの場合には、1.1〜1.5μm程度、より好ましくは、1.3μm近辺の膜厚が良好である。
The film thickness of the
以上の構成からなるレーザエネルギー伝送用中空導波路1は、例えば、管状部材2の内径を0.7mmとした場合、1.5m以上の長さで作成することができる。
The laser energy transmission
このような中空導波路1は、上述した特性に加えて、誘電体膜3としてスチレン樹脂を主成分としていることから、可視光の透過率が大きくなっている。このため、レーザ光を伝送する際に、可視光をガイド光として中空導波路1内に同軸に導入した場合においても、ガイド光の伝送損失が小さく、見え易く、操作性が向上するというメリットを有している。
In addition to the above-described characteristics, such a
なお、管状部材2として中空ガラス管を用い、その内面に銀膜をコーティングする場合について説明すると、まず中空ガラス管の内部を精製水により洗浄する。この洗浄は、真空ポンプの吸引力によって精製水を中空ガラス管内部に流動させることにより簡単に行うことができる。次に、還元液と銀イオン液の2種類の溶液を中空ガラス管の内部に流動させることにより、中空ガラス管内で銀鏡反応を行わせて中空ガラス管の内面に銀膜をコーティングする。銀膜のコーティングの後、中空ガラス管内に上述と同様にして精製水を流して洗浄し、その後、中空ガラス管内にエタノールを注入して付着している水分を除去する。ガラス管内に圧縮空気または不活性ガスあるいはこれらの双方を導入してエタノール及び残っている水分を揮散させ、コーティング処理を終了する。
In addition, the case where a hollow glass tube is used as the
銀膜のコーティングの後には、「アサフレックス830」を用いて誘電体膜を被着させる。まず、銀膜コーティングの中空ガラス管内に窒素ガスを流して水分及び埃を除去する。一方、「アサフレックス830」をシクロヘキサンによって溶解した溶液を作成し、この溶液を中空ガラス管内に流動させて「アサフレックス830」を中空ガラス管の銀膜上に付着させる。その後、中空ガラス管の内部に窒素ガス等の不活性ガスまたは圧縮空気あるいはこれらの双方を流して溶媒としてのシクロヘキサンを飛散させる。これにより、「アサフレックス830」からなる誘電体膜を銀膜上に析出させることができる。 After the coating of the silver film, a dielectric film is deposited using “Asaflex 830”. First, water and dust are removed by flowing nitrogen gas into a hollow glass tube coated with silver film. On the other hand, a solution in which “Asaflex 830” is dissolved in cyclohexane is prepared, and this solution is caused to flow into the hollow glass tube to adhere “Asaflex 830” onto the silver film of the hollow glass tube. Thereafter, an inert gas such as nitrogen gas and / or compressed air is allowed to flow inside the hollow glass tube to scatter cyclohexane as a solvent. Thereby, a dielectric film made of “Asaflex 830” can be deposited on the silver film.
ここで、「アサフレックス830」を始めとしたスチレン樹脂とブタジエン樹脂の共重合体はシクロヘキサンに極めて溶解し易い性質を有している。このため、スチレンブタジエン共重合体の溶液の調整を短時間で行うことができ、その分、誘電体膜の形成を迅速に行うことが可能となる。なお、「アサフレックス830」の溶媒としては、アセトン、トルエン、ジエチルエーテル、クロロホルム等のシクロヘキサン以外の有機溶媒も用いることが可能である。 Here, a copolymer of a styrene resin and a butadiene resin such as “Asaflex 830” has a property of being very easily dissolved in cyclohexane. For this reason, the solution of the styrene-butadiene copolymer can be adjusted in a short time, and the dielectric film can be rapidly formed accordingly. As the solvent for “Asaflex 830”, organic solvents other than cyclohexane such as acetone, toluene, diethyl ether, chloroform, etc. can be used.
内径0.7mm、長さ1.5mの中空ガラス管の内面に対して上述した銀鏡反応によって銀膜をコーティングした。一方、「アサフレックス830」をシクロヘキサンに溶解することにより、9重量%、9.5重量%、10重量%、10.5重量%、11重量%のそれぞれの濃度の「アサフレックス830」溶液を作成した。これらの「アサフレックス830」溶液を上述した中空ガラス管の内部に14cm/minの速度で送液して「アサフレックス830」を中空ガラス管の内面に付着させた。その後、中空ガラス管内に窒素ガスを流してシクロヘキサンを飛散させて乾燥し、「アサフレックス830」からなる誘電体膜を被着させることによりレーザエネルギー伝送用中空導波路を作成した。 A silver film was coated on the inner surface of a hollow glass tube having an inner diameter of 0.7 mm and a length of 1.5 m by the silver mirror reaction described above. On the other hand, by dissolving “Asaflex 830” in cyclohexane, 9% by weight, 9.5% by weight, 10% by weight, 10.5% by weight, and 11% by weight of “Asaflex 830” solution are obtained. Created. These “Asaflex 830” solutions were fed into the hollow glass tube described above at a speed of 14 cm / min to attach “Asaflex 830” to the inner surface of the hollow glass tube. Thereafter, nitrogen gas was allowed to flow into the hollow glass tube to disperse cyclohexane and dried, and a dielectric film made of “Asaflex 830” was deposited to produce a hollow waveguide for laser energy transmission.
作成された中空導波路を波長10.6μmの炭酸ガスレーザの伝送路として用いる場合、「アサフレックス830」の屈折率が1.572であり、伝送路内の空気の屈折率を約1とした場合、誘電体膜の膜厚は1.3μmとなる。 When the created hollow waveguide is used as a carbon dioxide laser transmission path with a wavelength of 10.6 μm, the refractive index of “Asaflex 830” is 1.572, and the refractive index of air in the transmission path is about 1. The film thickness of the dielectric film is 1.3 μm.
図3は、上述した「アサフレックス830」の各濃度によって形成された誘電体膜の透過率を示す。この実施例では、濃度が10重量%のとき、透過率84%となり、この濃度が最も良い結果となっている。 FIG. 3 shows the transmittance of the dielectric film formed by each concentration of “Asaflex 830” described above. In this embodiment, when the concentration is 10% by weight, the transmittance is 84%, which is the best result.
図4は、この実施例によって作成された中空導波路を半径300mmで曲げた場合における90°、135°、180°、225°、270°、315°、360°の各曲げ角度における透過率を測定した結果を示す。同図に示すように、半径300mmにおける360°の曲げ角度に対しても、透過率が78%程度であり、良好な透過率となっている。これにより、この実施例の中空導波路を曲げても伝送損失が大きくなることがなく、レーザ光の良好な伝送が可能であることが分かる。 FIG. 4 shows the transmittance at each bending angle of 90 °, 135 °, 180 °, 225 °, 270 °, 315 °, and 360 ° when the hollow waveguide produced by this example is bent at a radius of 300 mm. The measurement results are shown. As shown in the figure, the transmittance is about 78% even at a bending angle of 360 ° at a radius of 300 mm, which is a good transmittance. Thus, it can be seen that even if the hollow waveguide of this embodiment is bent, the transmission loss does not increase, and the laser beam can be transmitted satisfactorily.
表1は、誘電体膜として「アサフレックス830」及び比較例としての環状ポリオレフィンを形成した中空導波路における可視光の透過率を示している。この中空導波路は、「アサフレックス830」及び環状ポリオレフィンを10重量%濃度と、銀膜が内面にコーティングされた上述の中空ガラス管に対して14cm/minの速度で送液して誘電体膜を形成したものである。可視光としては、波長約530nmのグリーン光を伝送した。表1からわかるように、90°曲げた場合の可視光の透過率が「アサフレックス830」では、環状ポリオレフィンに比べて3倍以上となっており、可視光の伝送損失が小さくなっている。 Table 1 shows the transmittance of visible light in a hollow waveguide in which “Asaflex 830” as a dielectric film and a cyclic polyolefin as a comparative example are formed. This hollow waveguide is a dielectric film formed by feeding “Asaflex 830” and cyclic polyolefin at a concentration of 10% by weight to the above hollow glass tube coated with a silver film at a rate of 14 cm / min. Is formed. As visible light, green light having a wavelength of about 530 nm was transmitted. As can be seen from Table 1, the transmittance of visible light when bent by 90 ° is more than three times that of cyclic polyolefin, and the transmission loss of visible light is small.
表2は、「アサフレックス830」及び環状ポリオレフィンの曲げ及び引張りに対する特性値を示す。「曲げ弾性率」で示すように、環状ポリオレフィンは2450MPa力を加えないと撓まないのに対し、「アサフレックス830」は1100Mpaの力で撓むことができる。また、「引張り破断伸び」で示すように、環状ポリオレフィンは10%伸ばすと破断するのに対し、「アサフレックス830」は250%伸ばすまで破断することがない。これらにより「アサフレックス830」を用いた誘電体膜では、曲げに対して良好に追従することができると共に、引張りに対しても大きく伸びることができる可撓性を備えたものとなっている。 Table 2 shows the characteristic values of “Asaflex 830” and cyclic polyolefin with respect to bending and tension. As shown by the “flexural modulus”, the cyclic polyolefin does not bend unless a 2450 MPa force is applied, whereas the “Asaflex 830” can be bent with a force of 1100 MPa. Further, as indicated by “tensile elongation at break”, cyclic polyolefin breaks when stretched by 10%, whereas “Asaflex 830” does not break until stretched by 250%. As a result, the dielectric film using “Asaflex 830” has flexibility that can follow the bending well and can greatly extend against the tension.
1 レーザエネルギー伝送用中空導波路
2 管状部材
3 誘電体膜
4 中空領域
5 金属薄膜
1 Hollow waveguide for
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