JP2007188000A - Optical fiber - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical fiber capable of reducing the risk of burnout. <P>SOLUTION: The optical fiber 1 includes a glass fiber 10 having a core 11 and a clad 12, a first coating layer 13 provided on the outer circumferential surface of the glass fiber 10 and composed of a transparent resin having a refractive index lower than that of the clad 12, and a second coating layer 14 provided on the outer circumferential surface of the first coating layer 13 and composed of an opaque resin. In a first range W1 in the longitudinal direction, the first coating layer 13 and the second coating layer 14 are removed to expose the smooth outer circumferential surface of the glass fiber 10. In a second range W2, the second coating layer 14 is removed and the first coating layer 13 covers the glass fiber 10. In a third range W3, the first coating layer 13 and the second coating layer 14 cover the glass fiber 10. In a fourth range W4 included in the second range, a scattering part 13A for scattering light is provided to the first coating layer 13. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ハイパワーのレーザ光を導波する際に好適に用いられ得る光ファイバに関するものである。   The present invention relates to an optical fiber that can be suitably used for guiding high-power laser light.

光ファイバは、光通信システムにおいて信号光を伝送する通信用途に用いられるだけでなく、光源から出力された光を加工対象物へ導光して該加工対象物を加工（治療を含む。）する加工用途にも用いられる。特に、加工用途の場合には、加工対象物を加工する為にハイパワーのレーザ光を光ファイバにより導光する必要がある。   The optical fiber is not only used for communication applications that transmit signal light in an optical communication system, but also guides light output from a light source to a processing object to process the processing object (including treatment). It is also used for processing applications. In particular, in the case of processing applications, it is necessary to guide high-power laser light through an optical fiber in order to process an object to be processed.

ところで、一般に光ファイバは、コアおよびクラッドを有するガラスファイバと、このガラスファイバの外周面を覆う樹脂からなる被覆層と、を含んで構成される。このような光ファイバの端面に光を集光して入射させると、入射した光の一部はコアに閉じ込められて導波するが、他の一部は被覆層に達する。ハイパワー光が被覆層に達すると、その被覆層が光を吸収して焼損する場合がある。   By the way, generally an optical fiber is comprised including the glass fiber which has a core and a clad, and the coating layer which consists of resin which covers the outer peripheral surface of this glass fiber. When light is collected and incident on the end face of such an optical fiber, a part of the incident light is confined in the core and guided, but the other part reaches the coating layer. When high-power light reaches the coating layer, the coating layer may absorb light and burn out.

特に、ＬＤ（レーザダイオード）アレイが積層されてなるＬＤスタックを光源として用い、このＬＤスタックから出力されるレーザ光を集光して光ファイバの端面に入射させる場合に、上記の焼損の問題が大きい。すなわち、ＬＤスタックにおいて２次元配列された複数のＬＤそれぞれからレーザ光が大きな発散角で出射されるので、これらのレーザ光をレンズにより光ファイバ端面に集光したときに、集光パターンが大きく、且つ、端面入射のＮＡが大きい。このことから、光ファイバ端面に入射した光のうち、コアに閉じ込められること無く被覆層に達して吸収される光の割合が大きい。   In particular, when an LD stack in which LD (laser diode) arrays are stacked is used as a light source, and the laser light output from the LD stack is collected and incident on the end face of the optical fiber, the above-mentioned problem of burnout occurs. large. That is, since the laser light is emitted from each of the plurality of LDs two-dimensionally arranged in the LD stack with a large divergence angle, when these laser lights are condensed on the end face of the optical fiber by the lens, the condensing pattern is large, Also, the NA of the end face incidence is large. For this reason, the ratio of the light incident on the end face of the optical fiber that reaches the coating layer and is absorbed without being confined in the core is large.

そこで、このような問題を解決することを意図した発明が特許文献１，２に開示されている。   Therefore, Patent Documents 1 and 2 disclose inventions intended to solve such problems.

図１２は、特許文献１に開示された第１従来例の光ファイバ８の断面図である。この光ファイバ８は、ガラスからなるコア８１と、このコア８１の外周面に設けられた透明樹脂からなるクラッド８２と、このクラッド８２の外周面に設けられ樹脂からなる被覆層８３と、を備える。そして、光ファイバ８の一端から始まる長手方向の所定範囲において、クラッド８２および被覆層８３が除去されて、コア８１の外周面が露出しており、そのコア８１の露出した外周面が散乱面とされている。   FIG. 12 is a cross-sectional view of the first conventional optical fiber 8 disclosed in Patent Document 1. In FIG. The optical fiber 8 includes a core 81 made of glass, a clad 82 made of transparent resin provided on the outer peripheral surface of the core 81, and a coating layer 83 made of resin provided on the outer peripheral surface of the clad 82. . Then, in a predetermined range in the longitudinal direction starting from one end of the optical fiber 8, the cladding 82 and the coating layer 83 are removed, and the outer peripheral surface of the core 81 is exposed, and the exposed outer peripheral surface of the core 81 is the scattering surface. Has been.

このような光ファイバ８の一端の端面に大きい入射角で入射した光Ａは、コア８１の露出した外周面に達して外部へ散乱される。一方、光ファイバ８の一端の端面に小さい入射角で入射した光Ｂは、コア８１の露出した外周面に達することなく、コア８１とクラッド８２との界面に達して全反射され、コア８１内に閉じ込められて導波される。   The light A incident at a large incident angle on one end face of the optical fiber 8 reaches the exposed outer peripheral surface of the core 81 and is scattered outside. On the other hand, the light B incident on the end surface of one end of the optical fiber 8 at a small incident angle reaches the interface between the core 81 and the clad 82 without reaching the exposed outer peripheral surface of the core 81 and is totally reflected. It is confined in and guided.

図１３は、特許文献２に開示された第２従来例の光ファイバ９の断面図である。この光ファイバ９は、コア９１およびクラッド９２を有するガラスファイバ９０と、このガラスファイバ９０の外周面に設けられ樹脂からなる被覆層９３と、を供える。そして、光ファイバ９の一端から始まる長手方向の所定範囲において、被覆層９３が除去されて、ガラスファイバ９０の外周面が露出しており、その露出したガラスファイバ９０の周囲に円環状の散乱部材９５が設けられている。散乱部材９５は、クラッド９２の屈折率より大きい屈折率を有する材料からなる。   FIG. 13 is a cross-sectional view of the optical fiber 9 of the second conventional example disclosed in Patent Document 2. As shown in FIG. The optical fiber 9 includes a glass fiber 90 having a core 91 and a clad 92, and a coating layer 93 made of resin and provided on the outer peripheral surface of the glass fiber 90. Then, in a predetermined range in the longitudinal direction starting from one end of the optical fiber 9, the coating layer 93 is removed and the outer peripheral surface of the glass fiber 90 is exposed, and an annular scattering member is formed around the exposed glass fiber 90. 95 is provided. The scattering member 95 is made of a material having a refractive index larger than that of the clad 92.

このような光ファイバ９の一端の端面に大きい入射角で入射した光Ａは、クラッド９２から散乱部材９５に達して該散乱部材９５により外部へ散乱される。一方、光ファイバ９の一端の端面に小さい入射角で入射した光Ｂは、散乱部材９５に達することなく、コア９１とクラッド９２との界面に達して全反射され、コア９１内に閉じ込められて導波される。   The light A incident at a large incident angle on one end face of the optical fiber 9 reaches the scattering member 95 from the clad 92 and is scattered outside by the scattering member 95. On the other hand, the light B incident on the end face of one end of the optical fiber 9 at a small incident angle reaches the interface between the core 91 and the clad 92 without reaching the scattering member 95 and is totally reflected and confined in the core 91. Waveguided.

このように、これらの特許文献１，２に開示された光ファイバでは、被覆層が不透明であって光を吸収する材料であっても、被覆層へ光が達することを防止することを意図している。
特開昭５８−０３７６０２号公報 特開２００３−１０７２９４号公報 Thus, the optical fibers disclosed in these Patent Documents 1 and 2 are intended to prevent light from reaching the coating layer even if the coating layer is opaque and absorbs light. ing.
JP 58-037602 A JP 2003-107294 A

しかしながら、上記特許文献１，２に開示されたような光ファイバの構成としても、ＬＤスタックから出力されるハイパワーのレーザ光を集光して光ファイバの端面に入射さて該光ファイバに導波させようとすると、その光ファイバは焼損してしまう危険が依然としてある。また、特許文献１に開示された光ファイバ構成では、光源から出力されたレーザ光を光ファイバ端面に入射させる際の光結合効率がよくない。   However, even with the configuration of the optical fiber as disclosed in Patent Documents 1 and 2, the high-power laser light output from the LD stack is condensed and incident on the end face of the optical fiber and guided to the optical fiber. Attempting to do so still leaves the optical fiber at risk of burning. Further, in the optical fiber configuration disclosed in Patent Document 1, the optical coupling efficiency when the laser beam output from the light source is incident on the end face of the optical fiber is not good.

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、更にハイパワーのレーザ光を導波させようとした場合にも焼損の危険性を低減することができ、且つ、端面入射の際の光結合効率の低減を抑制することができる光ファイバを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. Further, the risk of burning can be reduced even when a high-power laser beam is guided, and the incidence of end-face incidence can be reduced. An object of the present invention is to provide an optical fiber that can suppress a reduction in optical coupling efficiency.

本発明に係る光ファイバは、コアおよびクラッドを有するガラスファイバと、ガラスファイバの外周面に設けられクラッドの屈折率より低い屈折率を有する透明樹脂からなる第１被覆層と、第１被覆層の外周面に設けられ不透明樹脂からなる第２被覆層と、を備えることを特徴とする。さらに、本発明に係る光ファイバは、ガラスファイバの一端から始まる長手方向の第１範囲において、第１被覆層および第２被覆層が除去されて、ガラスファイバの滑らかな外周面が露出しており、第１範囲に続く第２範囲において、第２被覆層が除去されて、第１被覆層がガラスファイバを覆っており、第２範囲に続く第３範囲において、第１被覆層および第２被覆層がガラスファイバを覆っており、第２範囲に含まれる第４範囲において、光を散乱させる散乱部が第１被覆層に設けられていることを特徴とする。   An optical fiber according to the present invention includes a glass fiber having a core and a clad, a first coating layer made of a transparent resin provided on the outer peripheral surface of the glass fiber and having a refractive index lower than the refractive index of the clad, And a second coating layer made of an opaque resin provided on the outer peripheral surface. Furthermore, in the optical fiber according to the present invention, in the first range in the longitudinal direction starting from one end of the glass fiber, the first coating layer and the second coating layer are removed, and the smooth outer peripheral surface of the glass fiber is exposed. In the second range following the first range, the second coating layer is removed and the first coating layer covers the glass fiber, and in the third range following the second range, the first coating layer and the second coating layer The layer covers the glass fiber, and in the fourth range included in the second range, a scattering portion that scatters light is provided in the first coating layer.

この光ファイバの一端に入射する光のうち入射角が所定角以上の光は、ガラスファイバから第１樹脂層に進み、第４範囲において第１樹脂層に設けられた散乱部に達して、この散乱部において散乱される。したがって、ガラスファイバから第１樹脂層に進む光のパワーが低減され、第２樹脂層における光のパワーも低減される。これにより、この光ファイバでは、ハイパワーのレーザ光を導波させようとした場合にも、焼損の危険性を低減することができる。また、この光ファイバでは、ガラスファイバとして従来と同様のものを用いることができるので、端面入射の際の光結合効率の低減を抑制することができる。   Of the light incident on one end of the optical fiber, light having an incident angle of a predetermined angle or more proceeds from the glass fiber to the first resin layer, reaches the scattering portion provided in the first resin layer in the fourth range, and Scattered at the scattering portion. Therefore, the power of light traveling from the glass fiber to the first resin layer is reduced, and the power of light in the second resin layer is also reduced. As a result, with this optical fiber, it is possible to reduce the risk of burning even when trying to guide high-power laser light. Moreover, in this optical fiber, since the same thing as the conventional glass fiber can be used, the reduction of the optical coupling efficiency at the time of an end surface incidence can be suppressed.

本発明に係る光ファイバでは、第３範囲と第４範囲とが互いに離間しているのが好適である。この場合には、第１樹脂層に設けられた散乱部により散乱された後に第２樹脂層に入射する光のパワーが低減されるので、第２樹脂層の焼損の可能性は更に低減される。   In the optical fiber according to the present invention, it is preferable that the third range and the fourth range are separated from each other. In this case, since the power of the light incident on the second resin layer after being scattered by the scattering portion provided in the first resin layer is reduced, the possibility of burning of the second resin layer is further reduced. .

本発明に係る光ファイバでは、第３範囲と第４範囲との間において第１被覆層の周囲に設けられ、第４範囲において外部空間に漏れた光を第３範囲の側へ進むのを遮蔽する光遮蔽板を更に備えるのが好適である。この場合には、光遮蔽板が設けられていることにより、第１樹脂層に設けられた散乱部により散乱された光が第２樹脂層に入射することが防止されるので、第２樹脂層の焼損の可能性は更に低減される。   The optical fiber according to the present invention is provided around the first coating layer between the third range and the fourth range, and shields light that has leaked into the external space in the fourth range from traveling toward the third range. It is preferable to further include a light shielding plate. In this case, since the light shielding plate is provided, the light scattered by the scattering portion provided in the first resin layer is prevented from entering the second resin layer. The possibility of burning out is further reduced.

本発明に係る光ファイバでは、第４範囲における散乱部は、第１被覆層の外周面が散乱部材で覆われてなるのが好適である。また、第４範囲における散乱部は、第１被覆層の外周面に溝が形成されてなるのが好適である。   In the optical fiber according to the present invention, it is preferable that the scattering surface in the fourth range is formed by covering the outer peripheral surface of the first coating layer with a scattering member. In addition, it is preferable that the scattering portion in the fourth range has a groove formed on the outer peripheral surface of the first coating layer.

本発明に係る光ファイバは、更にハイパワーのレーザ光を導波させようとした場合にも焼損の危険性を低減することができ、また、端面入射の際の光結合効率の低減を抑制することができる。   The optical fiber according to the present invention can reduce the risk of burning even when an attempt is made to guide a high-power laser beam, and suppresses a reduction in optical coupling efficiency upon incidence on the end face. be able to.

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図１は、本実施形態に係る光ファイバ１の斜視図である。図２は、本実施形態に係る光ファイバ１の断面図である。この光ファイバ１は、コア１１およびクラッド１２を有するガラスファイバ１０と、このガラスファイバ１０の外周面に設けられた第１被覆層１３と、この第１被覆層１３の外周面に設けられた第２被覆層１４と、を備える。ガラスファイバ１０は石英ガラスを主成分とするものであり、コア１１またはクラッド１２に不純物が添加されて、コア１１の屈折率よりクラッド１２の屈折率が低い。第１被覆層１３は、クラッド１２の屈折率より低い屈折率を有する透明樹脂からなり、例えばシリコーン樹脂からなる。第２被覆層１４は、不透明樹脂からなり、例えばポリアミド樹脂からなる。   FIG. 1 is a perspective view of an optical fiber 1 according to this embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical fiber 1 according to the present embodiment. The optical fiber 1 includes a glass fiber 10 having a core 11 and a cladding 12, a first coating layer 13 provided on the outer peripheral surface of the glass fiber 10, and a first coating layer provided on the outer peripheral surface of the first coating layer 13. 2 coating layers 14. The glass fiber 10 is mainly composed of quartz glass, and impurities are added to the core 11 or the clad 12 so that the refractive index of the clad 12 is lower than the refractive index of the core 11. The first coating layer 13 is made of a transparent resin having a refractive index lower than that of the clad 12, for example, a silicone resin. The second coating layer 14 is made of an opaque resin, for example, a polyamide resin.

この光ファイバ１において、ガラスファイバ１０の一端から長手方向に順に第１範囲Ｗ１，第２範囲Ｗ２および第３範囲Ｗ３に区分される。ガラスファイバ１０の一端から始まる長手方向の第１範囲Ｗ１において、第１被覆層１３および第２被覆層１４が除去されて、ガラスファイバ１０の滑らかな外周面が露出している。なお、ガラスファイバ１０の滑らかな外周は、プリフォームの一端を加熱溶融して線引して得られた状態のままが好ましいが、特別な処理（研磨やエッチング等の表面処理）を施すことで形成しても良い。第１範囲Ｗ１に続く第２範囲Ｗ２において、第２被覆層１４が除去されて、第１被覆層１３がガラスファイバ１０を覆っている。また、第２範囲Ｗ２に続く第３範囲Ｗ３において、第１被覆層１３および第２被覆層１４がガラスファイバ１０を覆っている。   In this optical fiber 1, the glass fiber 10 is divided into a first range W1, a second range W2, and a third range W3 in order from the one end in the longitudinal direction. In the first range W1 in the longitudinal direction starting from one end of the glass fiber 10, the first coating layer 13 and the second coating layer 14 are removed, and the smooth outer peripheral surface of the glass fiber 10 is exposed. The smooth outer periphery of the glass fiber 10 is preferably in a state obtained by drawing one end of the preform by heating and melting, but by applying a special treatment (surface treatment such as polishing or etching). It may be formed. In the second range W2 following the first range W1, the second coating layer 14 is removed, and the first coating layer 13 covers the glass fiber 10. Further, in the third range W3 following the second range W2, the first coating layer 13 and the second coating layer 14 cover the glass fiber 10.

第２範囲Ｗ２に含まれる第４範囲Ｗ４において、光を散乱させる散乱部１３Ａが第１被覆層１３に設けられている。この散乱部１３Ａは、例えば第１被覆層１３の外周面の粗度を大きくすることで実現され得る。第３範囲Ｗ３と第４範囲Ｗ４とは、互いに隣接していてもよいが、互いに離間しているのが好適である。   In the fourth range W4 included in the second range W2, a scattering portion 13A that scatters light is provided in the first coating layer 13. The scattering portion 13A can be realized by increasing the roughness of the outer peripheral surface of the first coating layer 13, for example. The third range W3 and the fourth range W4 may be adjacent to each other, but are preferably separated from each other.

このように構成される光ファイバ１の一端に光が入射すると、入射角が小さければ、その入射した光は、コア１１とクラッド１２との界面で全反射されて、コア１１に閉じ込められて導波される。入射角が大きくなると、その入射した光は、クラッド１２と透明な第１樹脂層１３との界面で全反射されて、コア１１およびクラッド１２に閉じ込められて導波される。更に入射角が大きくなって所定角以上になると、その入射した光は、ガラスファイバ１０から第１樹脂層１３に進み、第４範囲Ｗ４において第１樹脂層１３に設けられた散乱部１３Ａに達して、この散乱部１３Ａにおいて散乱される。   When light is incident on one end of the optical fiber 1 configured in this way, if the incident angle is small, the incident light is totally reflected at the interface between the core 11 and the clad 12 and is confined in the core 11 and guided. Waved. When the incident angle increases, the incident light is totally reflected at the interface between the clad 12 and the transparent first resin layer 13, confined in the core 11 and the clad 12, and guided. When the incident angle is further increased to a predetermined angle or more, the incident light travels from the glass fiber 10 to the first resin layer 13 and reaches the scattering portion 13A provided in the first resin layer 13 in the fourth range W4. Thus, the light is scattered at the scattering portion 13A.

したがって、ガラスファイバ１０から第１樹脂層１３に進む光のパワーが低減され、第２樹脂層１４における光のパワーも低減される。これにより、この光ファイバ１では、ハイパワーのレーザ光を導波させようとした場合にも、焼損の危険性を低減することができる。また、この光ファイバ１では、ガラスファイバ１０として従来と同様のものを用いることができるので、端面入射の際の光結合効率の低減を抑制することができる。   Therefore, the power of light traveling from the glass fiber 10 to the first resin layer 13 is reduced, and the power of light in the second resin layer 14 is also reduced. Thereby, in this optical fiber 1, even when it is going to guide a high power laser beam, the danger of burning can be reduced. Moreover, in this optical fiber 1, since the same thing as the conventional glass fiber 10 can be used, the reduction | decrease of the optical coupling efficiency in the case of end surface incidence can be suppressed.

なお、第３範囲Ｗ３と第４範囲Ｗ４とが互いに隣接している場合には、第４範囲Ｗ４において第１樹脂層１３に設けられた散乱部１３Ａにより散乱された光の一部は、すぐ隣の第３範囲Ｗ３における第２樹脂層１４に入射して吸収されるので、光パワーによっては第２樹脂層１４が焼損する可能性がある。これに対して、第３範囲Ｗ３と第４範囲Ｗ４とが互いに離間している場合には、第１樹脂層１３に設けられた散乱部１３Ａにより散乱された後に第２樹脂層１４に入射する光のパワーが低減されるので、第２樹脂層１４の焼損の可能性は更に低減される。   When the third range W3 and the fourth range W4 are adjacent to each other, part of the light scattered by the scattering portion 13A provided in the first resin layer 13 in the fourth range W4 is immediately Since it is incident on and absorbed by the second resin layer 14 in the adjacent third range W3, the second resin layer 14 may be burned out depending on the optical power. On the other hand, when the third range W3 and the fourth range W4 are separated from each other, the light is incident on the second resin layer 14 after being scattered by the scattering portion 13A provided in the first resin layer 13. Since the light power is reduced, the possibility of burning of the second resin layer 14 is further reduced.

図３は、本実施形態に係る光ファイバ１およびコネクタの断面図である。コネクタは、固定ブラケット１６、フェルール１７、保持スリーブ１８および保護管１９を備える。光ファイバ１は、第２樹脂層１４が設けられた第３範囲Ｗ３において、保持スリーブ１８の内部に挿通された状態で保持スリーブ１８により保持され、また、保持管１９の内部に挿通された状態で保持管１９により保持されており、この状態で保持スリーブ１８および保護管１９とともにフェルール１７の内部に収められている。このとき、光ファイバ１の第１範囲Ｗ１のガラスファイバ１０の先端部は、フェルール１７の一端に設けられた開口に挿通されている。フェルール１７の側壁にネジ孔が設けられており、これにより、保持スリーブ１８および保護管１９それぞれはフェルール１７に対して位置固定される。また、フェルール１７は、固定ブラケット１６に対して位置固定される。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the optical fiber 1 and the connector according to the present embodiment. The connector includes a fixing bracket 16, a ferrule 17, a holding sleeve 18, and a protective tube 19. The optical fiber 1 is held by the holding sleeve 18 while being inserted into the holding sleeve 18 and inserted into the holding tube 19 in the third range W3 where the second resin layer 14 is provided. Is held in the ferrule 17 together with the holding sleeve 18 and the protective tube 19 in this state. At this time, the tip of the glass fiber 10 in the first range W1 of the optical fiber 1 is inserted into an opening provided at one end of the ferrule 17. A screw hole is provided in the side wall of the ferrule 17, whereby the holding sleeve 18 and the protective tube 19 are fixed in position relative to the ferrule 17. Further, the position of the ferrule 17 is fixed with respect to the fixed bracket 16.

次に、本実施形態に係る光ファイバ１の作用・効果について、図４に示される比較例の光ファイバ７の作用・効果と対比しつつ、図５〜図８を用いて説明する。   Next, the operation and effect of the optical fiber 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 8 while comparing with the operation and effect of the optical fiber 7 of the comparative example shown in FIG.

図４は、比較例の光ファイバ７の断面図である。図５は、比較例の光ファイバ７における光パワー分布を示す図である。図６は、本実施形態に係る光ファイバ１における光パワー分布を示す図である。図５および図６それぞれの横軸は、光ファイバ中における光軸に対する光の伝搬角度を表している。   FIG. 4 is a cross-sectional view of an optical fiber 7 of a comparative example. FIG. 5 is a diagram showing an optical power distribution in the optical fiber 7 of the comparative example. FIG. 6 is a diagram showing an optical power distribution in the optical fiber 1 according to the present embodiment. Each of the horizontal axes in FIGS. 5 and 6 represents the propagation angle of light with respect to the optical axis in the optical fiber.

図４に示される比較例の光ファイバ７は、石英ガラスを主成分とするコア７１およびクラッド７２を有するガラスファイバ７０と、このガラスファイバ７０の外周面に設けられた第１被覆層７３と、この第１被覆層７３の外周面に設けられた第２被覆層７４と、を備える。第１被覆層７３はクラッド７２の屈折率より低い屈折率を有する透明樹脂からなる。第２被覆層７４は不透明樹脂からなる。ガラスファイバ７０の一端から始まる長手方向の第１範囲Ｗ１において、第１被覆層７３および第２被覆層７４が除去されて、ガラスファイバ７０の外周面が露出している。第１範囲Ｗ１に続く第２範囲Ｗ２において、第２被覆層７４が除去されて、第１被覆層７３がガラスファイバ７０を覆っている。また、第２範囲Ｗ２に続く第３範囲Ｗ３において、第１被覆層７３および第２被覆層７４がガラスファイバ７０を覆っている。比較例の光ファイバ７では、第２範囲Ｗ２における第１樹脂層７３に散乱部が設けられているのでは無く、第１範囲Ｗ１におけるクラッド１２の外周面に散乱部７２Ａが設けられている。   An optical fiber 7 of a comparative example shown in FIG. 4 includes a glass fiber 70 having a core 71 and a clad 72 mainly composed of quartz glass, a first coating layer 73 provided on the outer peripheral surface of the glass fiber 70, And a second coating layer 74 provided on the outer peripheral surface of the first coating layer 73. The first coating layer 73 is made of a transparent resin having a refractive index lower than that of the clad 72. The second coating layer 74 is made of an opaque resin. In the first range W1 in the longitudinal direction starting from one end of the glass fiber 70, the first coating layer 73 and the second coating layer 74 are removed, and the outer peripheral surface of the glass fiber 70 is exposed. In the second range W2 following the first range W1, the second coating layer 74 is removed, and the first coating layer 73 covers the glass fiber 70. Further, in the third range W3 following the second range W2, the first coating layer 73 and the second coating layer 74 cover the glass fiber 70. In the optical fiber 7 of the comparative example, a scattering portion is not provided in the first resin layer 73 in the second range W2, but a scattering portion 72A is provided on the outer peripheral surface of the cladding 12 in the first range W1.

このような比較例の光ファイバ７を光が導波する場合、散乱部７２Ａに達する前の光の光パワー分布が図５中の実線で示されるのに対して、散乱部７２Ａを経た後の光の光パワー分布は図５中の破線で示される。この図に示されるように、比較例の光ファイバ７では、散乱部７２Ａにおける光散乱作用により、クラッド７２における光パワーが減少するものの、第１樹脂７３における光パワーが却って増加する。このことから、不透明樹脂からなる第２樹脂層７４の焼損の問題の解消にはならない。   When light is guided through the optical fiber 7 of such a comparative example, the light power distribution of the light before reaching the scattering portion 72A is indicated by a solid line in FIG. 5, whereas the light power distribution after passing through the scattering portion 72A is shown. The light power distribution of light is indicated by a broken line in FIG. As shown in this figure, in the optical fiber 7 of the comparative example, the light power in the clad 72 decreases due to the light scattering action in the scattering portion 72A, but the light power in the first resin 73 increases on the contrary. Therefore, the problem of burning out of the second resin layer 74 made of an opaque resin is not solved.

これに対して、本実施形態に係る光ファイバ１を光が導波する場合、散乱部１３Ａに達する前の光の光パワー分布が図６中の実線で示されるのに対して、散乱部１３Ａを経た後の光の光パワー分布は図６中の破線で示される。この図に示されるように、本実施形態に係る光ファイバ１では、散乱部１３Ａにおける光散乱作用により、第１樹脂１３における光パワーのみが減少するので、このことから、光導波効率を低下させることなく、不透明樹脂からなる第２樹脂層１４の焼損の問題が解消される。   On the other hand, when light is guided through the optical fiber 1 according to the present embodiment, the light power distribution of the light before reaching the scattering portion 13A is indicated by a solid line in FIG. The optical power distribution of the light after passing through is shown by a broken line in FIG. As shown in this figure, in the optical fiber 1 according to the present embodiment, only the optical power in the first resin 13 is reduced due to the light scattering action in the scattering portion 13A. From this, the optical waveguide efficiency is lowered. Without this, the problem of burning of the second resin layer 14 made of an opaque resin is solved.

図７および図８は、第１範囲におけるクラッドおよび第２範囲における第１樹脂層それぞれの外周面を滑面および散乱面の何れかとした場合において、光ファイバの他端から出射される光のパワーおよび第２樹脂層の焼損の有無について纏めた図表である。ここでは、ＬＤスタックから出力された光をＮＡ０.２５の非球面レンズを介してコア径０.８ｍｍの光ファイバの一端に入射させた。図７は入射光パワーが約３８０Ｗである場合を示し、図８は入射光パワーが約４８０Ｗである場合を示す。なお、第１範囲におけるクラッドおよび第２範囲における第１樹脂層の何れも滑面にした場合の光ファイバの出射光パワーを１００％とした。   7 and 8 show the power of light emitted from the other end of the optical fiber when the outer peripheral surface of each of the cladding in the first range and the first resin layer in the second range is either a smooth surface or a scattering surface. 4 is a chart summarizing the presence or absence of burnout of the second resin layer. Here, the light output from the LD stack was incident on one end of an optical fiber having a core diameter of 0.8 mm through an aspherical lens with NA of 0.25. FIG. 7 shows a case where the incident light power is about 380 W, and FIG. 8 shows a case where the incident light power is about 480 W. Note that the output light power of the optical fiber when the cladding in the first range and the first resin layer in the second range are both smooth is set to 100%.

これらの図表から判るように、第１範囲におけるクラッドの外周面を滑面とし、第２範囲における第１樹脂層の外周面を散乱面とする場合のみ、第２樹脂層は焼損することが無かった。しかも、この場合の光ファイバの出射光パワーの低減は、第１範囲におけるクラッドの外周面を散乱面とした場合より小さかった。この結果は、図５および図６で説明した作用・効果を裏付けるものであると言える。   As can be seen from these charts, the second resin layer does not burn out only when the outer peripheral surface of the cladding in the first range is a smooth surface and the outer peripheral surface of the first resin layer in the second range is a scattering surface. It was. In addition, the reduction in the output light power of the optical fiber in this case was smaller than when the outer peripheral surface of the cladding in the first range was a scattering surface. This result can be said to support the actions and effects described with reference to FIGS.

次に、本発明に係る光ファイバの他の実施形態について、図９〜図１１を用いて説明する。   Next, another embodiment of the optical fiber according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図９は、他の実施形態に係る光ファイバ２の断面図である。この光ファイバ２は、コア２１およびクラッド２２を有するガラスファイバ２０と、このガラスファイバ２０の外周面に設けられた第１被覆層２３と、この第１被覆層２３の外周面に設けられた第２被覆層２４と、光を遮蔽する光遮蔽板２５と、を備える。この第２実施形態におけるコア２１およびクラッド２２を有するガラスファイバ２０、第１樹脂層２３ならびに第２樹脂層２４は、第１実施形態における同一名称の要素と同様のものである。   FIG. 9 is a cross-sectional view of an optical fiber 2 according to another embodiment. The optical fiber 2 includes a glass fiber 20 having a core 21 and a clad 22, a first coating layer 23 provided on the outer circumferential surface of the glass fiber 20, and a first coating layer provided on the outer circumferential surface of the first coating layer 23. 2 The coating layer 24 and the light shielding board 25 which shields light are provided. The glass fiber 20, the first resin layer 23, and the second resin layer 24 having the core 21 and the clad 22 in the second embodiment are the same as the elements having the same names in the first embodiment.

この光ファイバ２において、ガラスファイバ２０の一端から長手方向に順に第１範囲Ｗ１，第２範囲Ｗ２および第３範囲Ｗ３に区分される。ガラスファイバ２０の一端から始まる長手方向の第１範囲Ｗ１において、第１被覆層２３および第２被覆層２４が除去されて、ガラスファイバ２０の滑らかな外周面が露出している。第１範囲Ｗ１に続く第２範囲Ｗ２において、第２被覆層２４が除去されて、第１被覆層２３がガラスファイバ２０を覆っている。また、第２範囲Ｗ２に続く第３範囲Ｗ３において、第１被覆層２３および第２被覆層２４がガラスファイバ２０を覆っている。第２範囲Ｗ２に含まれる第４範囲Ｗ４において、光を散乱させる散乱部２３Ａが第１被覆層２３に設けられている。第３範囲Ｗ３と第４範囲Ｗ４とは、互いに隣接していてもよいが、互いに離間しているのが好適である。   In the optical fiber 2, the glass fiber 20 is divided into a first range W1, a second range W2, and a third range W3 in order from the one end in the longitudinal direction. In the first range W1 in the longitudinal direction starting from one end of the glass fiber 20, the first coating layer 23 and the second coating layer 24 are removed, and the smooth outer peripheral surface of the glass fiber 20 is exposed. In the second range W2 following the first range W1, the second coating layer 24 is removed, and the first coating layer 23 covers the glass fiber 20. Further, in the third range W3 following the second range W2, the first coating layer 23 and the second coating layer 24 cover the glass fiber 20. In the fourth range W4 included in the second range W2, a scattering portion 23A that scatters light is provided in the first coating layer 23. The third range W3 and the fourth range W4 may be adjacent to each other, but are preferably separated from each other.

更に、この第２実施形態では、第３範囲Ｗ３と第４範囲Ｗ４との間において第１被覆層２３の周囲に光遮蔽板２５が設けられている。この光遮蔽板２５は、第４範囲Ｗ４において外部空間に漏れた光を第３範囲Ｗ３の側へ進むのを遮蔽する。このような光遮蔽板２５が設けられていることにより、第１樹脂層２３に設けられた散乱部２３Ａにより散乱された光が第２樹脂層２４に入射することが防止されるので、第２樹脂層２４の焼損の可能性は更に低減される。   Further, in the second embodiment, the light shielding plate 25 is provided around the first covering layer 23 between the third range W3 and the fourth range W4. The light shielding plate 25 shields light that has leaked into the external space in the fourth range W4 from traveling toward the third range W3. By providing such a light shielding plate 25, the light scattered by the scattering portion 23A provided in the first resin layer 23 is prevented from entering the second resin layer 24. The possibility of burning of the resin layer 24 is further reduced.

図１０は、他の実施形態に係る光ファイバ３の断面図である。この光ファイバ３は、コア３１およびクラッド３２を有するガラスファイバ３０と、このガラスファイバ３０の外周面に設けられた第１被覆層３３と、この第１被覆層３３の外周面に設けられた第２被覆層３４と、光を散乱させる散乱部材３５と、を備える。この第３実施形態におけるコア３１およびクラッド３２を有するガラスファイバ３０、第１樹脂層３３ならびに第２樹脂層３４は、第１実施形態における同一名称の要素と同様のものである。   FIG. 10 is a cross-sectional view of an optical fiber 3 according to another embodiment. The optical fiber 3 includes a glass fiber 30 having a core 31 and a clad 32, a first coating layer 33 provided on the outer peripheral surface of the glass fiber 30, and a first coating layer provided on the outer peripheral surface of the first coating layer 33. 2 coating layer 34 and the scattering member 35 which scatters light are provided. The glass fiber 30 having the core 31 and the clad 32, the first resin layer 33, and the second resin layer 34 in the third embodiment are the same as the elements having the same names in the first embodiment.

この光ファイバ３において、ガラスファイバ３０の一端から長手方向に順に第１範囲Ｗ１，第２範囲Ｗ２および第３範囲Ｗ３に区分される。ガラスファイバ３０の一端から始まる長手方向の第１範囲Ｗ１において、第１被覆層３３および第２被覆層３４が除去されて、ガラスファイバ３０の滑らかな外周面が露出している。第１範囲Ｗ１に続く第２範囲Ｗ２において、第２被覆層３４が除去されて、第１被覆層３３がガラスファイバ３０を覆っている。また、第２範囲Ｗ２に続く第３範囲Ｗ３において、第１被覆層３３および第２被覆層３４がガラスファイバ３０を覆っている。   In the optical fiber 3, the glass fiber 30 is divided into a first range W1, a second range W2, and a third range W3 in the longitudinal direction from one end. In the first range W1 in the longitudinal direction starting from one end of the glass fiber 30, the first coating layer 33 and the second coating layer 34 are removed, and the smooth outer peripheral surface of the glass fiber 30 is exposed. In the second range W2 following the first range W1, the second coating layer 34 is removed, and the first coating layer 33 covers the glass fiber 30. Further, in the third range W <b> 3 following the second range W <b> 2, the first coating layer 33 and the second coating layer 34 cover the glass fiber 30.

この第３実施形態では、第２範囲Ｗ２に含まれる第４範囲Ｗ４において光を散乱させる散乱部は、第１被覆層３３の外周面が散乱部材３５で覆われてなる。散乱部を形成する散乱部材３５は、例えば耐熱性のテープであり、好適には白色テープである。第３範囲Ｗ３と第４範囲Ｗ４とは、互いに隣接していてもよいが、互いに離間しているのが好適である。この第３実施形態に係る光ファイバ３も、第１実施形態に係る光ファイバ１と同様に作用し同様の効果を奏することができる。   In the third embodiment, the scattering portion that scatters light in the fourth range W4 included in the second range W2 has the outer peripheral surface of the first coating layer 33 covered with the scattering member 35. The scattering member 35 forming the scattering portion is, for example, a heat-resistant tape, and preferably a white tape. The third range W3 and the fourth range W4 may be adjacent to each other, but are preferably separated from each other. The optical fiber 3 according to the third embodiment can also operate in the same manner as the optical fiber 1 according to the first embodiment, and achieve the same effects.

図１１は、他の実施形態に係る光ファイバ４の断面図である。この光ファイバ４は、コア４１およびクラッド４２を有するガラスファイバ４０と、このガラスファイバ４０の外周面に設けられた第１被覆層４３と、この第１被覆層４３の外周面に設けられた第２被覆層４４と、を備える。この第４実施形態におけるコア４１およびクラッド４２を有するガラスファイバ４０、第１樹脂層４３ならびに第２樹脂層４４は、第１実施形態における同一名称の要素と同様のものである。   FIG. 11 is a cross-sectional view of an optical fiber 4 according to another embodiment. The optical fiber 4 includes a glass fiber 40 having a core 41 and a clad 42, a first coating layer 43 provided on the outer peripheral surface of the glass fiber 40, and a first coating layer provided on the outer peripheral surface of the first coating layer 43. 2 coating layers 44. The glass fiber 40 having the core 41 and the clad 42, the first resin layer 43, and the second resin layer 44 in the fourth embodiment are the same as the elements having the same names in the first embodiment.

この光ファイバ４において、ガラスファイバ４０の一端から長手方向に順に第１範囲Ｗ１，第２範囲Ｗ２および第３範囲Ｗ３に区分される。ガラスファイバ４０の一端から始まる長手方向の第１範囲Ｗ１において、第１被覆層４３および第２被覆層４４が除去されて、ガラスファイバ４０の滑らかな外周面が露出している。第１範囲Ｗ１に続く第２範囲Ｗ２において、第２被覆層４４が除去されて、第１被覆層４３がガラスファイバ４０を覆っている。また、第２範囲Ｗ２に続く第３範囲Ｗ３において、第１被覆層４３および第２被覆層４４がガラスファイバ４０を覆っている。   The optical fiber 4 is divided into a first range W1, a second range W2, and a third range W3 in this order from one end of the glass fiber 40 in the longitudinal direction. In the first range W1 in the longitudinal direction starting from one end of the glass fiber 40, the first coating layer 43 and the second coating layer 44 are removed, and the smooth outer peripheral surface of the glass fiber 40 is exposed. In the second range W2 following the first range W1, the second coating layer 44 is removed, and the first coating layer 43 covers the glass fiber 40. Further, in the third range W3 following the second range W2, the first coating layer 43 and the second coating layer 44 cover the glass fiber 40.

この第４実施形態では、第２範囲Ｗ２に含まれる第４範囲Ｗ４において光を散乱させる散乱部４３Ａは、第１被覆層４３の外周面に溝が形成されてなる。この散乱部４３Ａとしての溝は、第１被覆層４３の外周面に周方向に形成されているのが好適であり、また、長手方向に複数のものが並設されているのが好適である。また、この散乱部４３Ａとしての溝の底部は、クラッド４２の外周面まで達していてもよい。第３範囲Ｗ３と第４範囲Ｗ４とは、互いに隣接していてもよいが、互いに離間しているのが好適である。この第４実施形態に係る光ファイバ４も、第１実施形態に係る光ファイバ１と同様に作用し同様の効果を奏することができる。   In the fourth embodiment, the scattering portion 43 </ b> A that scatters light in the fourth range W <b> 4 included in the second range W <b> 2 has grooves formed on the outer peripheral surface of the first coating layer 43. The grooves as the scattering portions 43A are preferably formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the first covering layer 43, and it is preferable that a plurality of grooves are arranged in parallel in the longitudinal direction. . Further, the bottom of the groove as the scattering portion 43 </ b> A may reach the outer peripheral surface of the clad 42. The third range W3 and the fourth range W4 may be adjacent to each other, but are preferably separated from each other. The optical fiber 4 according to the fourth embodiment also operates in the same manner as the optical fiber 1 according to the first embodiment, and can provide the same effects.

本実施形態に係る光ファイバ１の斜視図である。It is a perspective view of optical fiber 1 concerning this embodiment. 本実施形態に係る光ファイバ１の断面図である。It is sectional drawing of the optical fiber 1 which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る光ファイバ１およびコネクタの断面図である。It is sectional drawing of the optical fiber 1 and connector which concern on this embodiment. 比較例の光ファイバ７の断面図である。It is sectional drawing of the optical fiber 7 of a comparative example. 比較例の光ファイバ７における光パワー分布を示す図である。It is a figure which shows the optical power distribution in the optical fiber 7 of a comparative example. 本実施形態に係る光ファイバ１における光パワー分布を示す図である。It is a figure which shows the optical power distribution in the optical fiber 1 which concerns on this embodiment. 第１範囲におけるクラッドおよび第２範囲における第１樹脂層それぞれの外周面を滑面および散乱面の何れかとした場合において、光ファイバの他端から出射される光のパワーおよび第２樹脂層の焼損の有無について纏めた図表である。When the outer peripheral surface of each of the cladding in the first range and the first resin layer in the second range is either a smooth surface or a scattering surface, the power of light emitted from the other end of the optical fiber and the burnout of the second resin layer It is the chart which summarized about the presence or absence of. 第１範囲におけるクラッドおよび第２範囲における第１樹脂層それぞれの外周面を滑面および散乱面の何れかとした場合において、光ファイバの他端から出射される光のパワーおよび第２樹脂層の焼損の有無について纏めた図表である。When the outer peripheral surface of each of the cladding in the first range and the first resin layer in the second range is either a smooth surface or a scattering surface, the power of light emitted from the other end of the optical fiber and the burnout of the second resin layer It is the chart which summarized about the presence or absence of. 他の実施形態に係る光ファイバ２の断面図である。It is sectional drawing of the optical fiber 2 which concerns on other embodiment. 他の実施形態に係る光ファイバ３の断面図である。It is sectional drawing of the optical fiber 3 which concerns on other embodiment. 他の実施形態に係る光ファイバ４の断面図である。It is sectional drawing of the optical fiber 4 which concerns on other embodiment. 第１従来例の光ファイバ８の断面図である。It is sectional drawing of the optical fiber 8 of a 1st prior art example. 第２従来例の光ファイバ９の断面図である。It is sectional drawing of the optical fiber 9 of a 2nd prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

１〜４…光ファイバ、１０…ガラスファイバ、１１…コア、１２…クラッド、１３…第１被覆層、１４…第２被覆層、２０…ガラスファイバ、２１…コア、２２…クラッド、２３…第１被覆層、２４…第２被覆層、２５…光遮蔽板、３０…ガラスファイバ、３１…コア、３２…クラッド、３３…第１被覆層、３４…第２被覆層、３５…散乱部材、４０…ガラスファイバ、４１…コア、４２…クラッド、４３…第１被覆層、４４…第２被覆層。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-4 ... Optical fiber, 10 ... Glass fiber, 11 ... Core, 12 ... Cladding, 13 ... 1st coating layer, 14 ... 2nd coating layer, 20 ... Glass fiber, 21 ... Core, 22 ... Cladding, 23 ... 1st DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 coating layer, 24 ... 2nd coating layer, 25 ... Light shielding board, 30 ... Glass fiber, 31 ... Core, 32 ... Cladding, 33 ... 1st coating layer, 34 ... 2nd coating layer, 35 ... Scattering member, 40 ... Glass fiber, 41 ... Core, 42 ... Clad, 43 ... First coating layer, 44 ... Second coating layer.

Claims (5)

コアおよびクラッドを有するガラスファイバと、前記ガラスファイバの外周面に設けられ前記クラッドの屈折率より低い屈折率を有する透明樹脂からなる第１被覆層と、前記第１被覆層の外周面に設けられ不透明樹脂からなる第２被覆層と、を備え、
前記ガラスファイバの一端から始まる長手方向の第１範囲において、前記第１被覆層および前記第２被覆層が除去されて、前記ガラスファイバの滑らかな外周面が露出しており、
前記第１範囲に続く第２範囲において、前記第２被覆層が除去されて、前記第１被覆層が前記ガラスファイバを覆っており、
前記第２範囲に続く第３範囲において、前記第１被覆層および前記第２被覆層が前記ガラスファイバを覆っており、
前記第２範囲に含まれる第４範囲において、光を散乱させる散乱部が前記第１被覆層に設けられている、
ことを特徴とする光ファイバ。 A glass fiber having a core and a cladding; a first coating layer provided on an outer peripheral surface of the glass fiber; and a transparent resin having a refractive index lower than a refractive index of the cladding; and provided on an outer peripheral surface of the first coating layer. A second coating layer made of an opaque resin,
In the first range in the longitudinal direction starting from one end of the glass fiber, the first coating layer and the second coating layer are removed, and the smooth outer peripheral surface of the glass fiber is exposed,
In the second range following the first range, the second coating layer is removed, and the first coating layer covers the glass fiber,
In a third range following the second range, the first coating layer and the second coating layer cover the glass fiber,
In the fourth range included in the second range, a scattering portion that scatters light is provided in the first coating layer,
An optical fiber characterized by that. 前記第３範囲と前記第４範囲とが互いに離間していることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。   The optical fiber according to claim 1, wherein the third range and the fourth range are separated from each other. 前記第３範囲と前記第４範囲との間において前記第１被覆層の周囲に設けられ、前記第４範囲において外部空間に漏れた光を前記第３範囲の側へ進むのを遮蔽する光遮蔽板を更に備えることを特徴とする請求項２記載の光ファイバ。   A light shield provided around the first coating layer between the third range and the fourth range, and shields light that has leaked into the external space in the fourth range from traveling toward the third range. The optical fiber according to claim 2, further comprising a plate. 前記第４範囲における前記散乱部は、前記第１被覆層の外周面が散乱部材で覆われてなる、ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。   2. The optical fiber according to claim 1, wherein the scattering portion in the fourth range has an outer peripheral surface of the first covering layer covered with a scattering member. 前記第４範囲における前記散乱部は、前記第１被覆層の外周面に溝が形成されてなる、ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。   The optical fiber according to claim 1, wherein the scattering portion in the fourth range is formed with a groove on an outer peripheral surface of the first coating layer.
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