JP2007293300A - ビーム変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバの先端とコアレスファイバとを融着接続した部品により、ファイバ端部でのビーム径を拡大させることが可能なビーム変換装置を提供する。
【解決手段】光ファイバから出射されて広がった光信号を平行光にする光コリメータ１０は、コリメータ筺体１１、フェルール１２、単芯ファイバパッチコード１３、レンズ１４、及びレンズホルダ１５により構成されており、単芯ファイバパッチコード１３は、１本の光ファイバ１６及び１本のコアレスファイバ１７により構成されている。単芯ファイバパッチコード１３は、光ファイバ１６の端面１６ａにコアレスファイバ１７が融着にて接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光を平行化及び集光化させるビーム変換装置に関する。特に、ファイバ端部でのビーム径を拡大させることが可能なハイパワー光伝送用の光学部品に使用されるビーム変換装置に関する。

近年、光通信システムの分野においては、大容量伝送を可能にするＷＤＭ伝送システムの普及により、使用する光パワーの高出力化が進み、光パワーは数Ｗクラスにまで達している。また、加工分野においても、高出力、高品質のレーザが要求されており、レーザ内部構成部品及びレーザ出力部品において、数１０から１００Ｗクラスの光高入出力耐性が要求されている。

従来から、光ファイバとコリメートレンズの間に種々の光学素子を配置し、多様な機能を持たせる光部品は知られている。また、加工用レーザにおいても、レーザ発振装置の出力部に、レーザガイドを入射側レンズ部を介して接続し、レーザ発振装置から出力されたレーザ光を入射側レンズ部によって集光した後に、レーザガイドの光ファイバの入射端部から入射させて、光ファイバのコア内を伝送させ、光ファイバの出射端部から出射させて、出射側レンズ部によって集光した後に照射している。

上述した光部品や加工用レーザにおいて、レンズによって集光された光が結合される各ファイバ端では、光パワー（光エネルギー）密度は最大となり、その部分での塵埃などによる光吸収による損失、光ファイバや誘電体多膜層フィルタ（ＡＲコート）などにおける組織欠陥に基づく光吸収による損失等が熱に変換され、光ファイバの致命的な欠損（ファイバフューズ等の現象）を生じさせ、ファイバ、部品、装置等の破損を生じさせる可能性があった。

そこで、コネクタ接続部またはレンズによってファイバ端へ集光されるビーム径を拡大し、光パワー密度を低下させる方法が提案されている。特許文献１では、光ファイバのＭＦＤ（モードフィールド径）を拡大するために、コア内のドーパントを熱拡散させるコア拡大ファイバを生成する処理（以下、ＴＥＣ処理と呼ぶ）や、光ファイバの端部にＧＩＦ（グレーテッドインデックスファイバ）を融着接続させる処理（以下、ＧＩＦ融着処理と呼ぶ）が提案されている。図５は、光ファイバ９１のコア９２の先端部９３がＴＥＣ処理により拡大された光コリメータ９０の断面模式図を示している。また、特許文献２では、ファイバ端へ集光されるビーム径を拡大するために、シングルモードファイバの先端にモードフィールド径拡大用のＧＩＦを融着接続し、このＧＩＦの先端にコアを持たないコアレスファイバを融着接続する処理（以下、ＧＩＦ＋コアレスファイバ融着処理と呼ぶ）が提案されている。
特開２００４−８６１２７号公報 特開２００５−１７７０２号公報

しかしながら、上述した提案のＴＥＣ処理においては、コア拡大ファイバは、ドーパントの熱拡散に時間を要し、さらに単純に保持、加熱するだけではコア拡大ファイバの外径が細くなってしまうという問題点があった。また、コアが先端に向かって漏斗のように徐々に広がっていくため、コア径を制御することが難しく、定め難いという問題点もあった。そのため、光コネクタで結合するときに、結合効率が低くなる可能性が高いという問題点もあった。

また、ＧＩＦ融着処理においては、ＧＩＦはコアの中心軸が最も屈折率が高く、外周に向かって徐々に屈折率が下がる構造であり、更にコア径が大きいことから、一般のシングルモードファイバよりドーパント量が多い。その為、ファイバ自体の融点が下がってしまう。従って、ＭＦＤを拡大することによりファイバ端部での光パワー密度を下げてもファイバ自体の融点が下がるため、融点に対する効果が得られないという問題点があった。また、ＧＩＦは、ＧＩＦの長さによりＭＦＤが変化するため、ＧＩＦの先端面の研磨等の工程におけるＧＩＦの長さ制御は難しいという問題点もあった。そのため、光コネクタで結合するときに、結合効率が低くなる可能性が高いという問題点もあった。

また、ＧＩＦ＋コアレスファイバ融着処理においては、ＧＩＦの長さ制御及び２度の融着工程が必要であるため、光定数の増加や融着損失の増加という問題点があった。

さらに、光ファイバ先端のコアを拡大して光パワー密度を低下させた場合でも、図６に示すように、光ファイバ９１に入射した光の一部がクラッド９４に漏出し、このクラッドモードの光が光ファイバ９１に損傷を与えてしまうといった問題もあった。クラッドモードの光は、クラッド９４内を伝播してファイバ被覆部９５に達すると、入射光のエネルギー密度が高いことから、ファイバ被覆部９５を加熱して損傷を与えてしまうおそれがある。

本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、光ファイバの先端とコアレスファイバとを融着接続した部品により、ファイバ端部でのビーム径を拡大させることが可能なビーム変換装置を提供することを目的とする。

上述した従来の問題点を解決すべく下記の発明を提供する。

本発明の第１の態様にかかるビーム変換装置は、光を平行化及び集光化させるビーム変換装置であって、１本の光ファイバの先端と、ビーム径拡大用のコアを持たない１本のコアレスファイバとを融着接続した部品であるファイバパッチコードと、レンズとを備えていることを特徴とする。

これにより、ファイバパッチコードの先端面におけるビーム径は、コアレスファイバと光ファイバとの界面におけるビーム径に比較して拡大される。従って、ファイバパッチコードの先端面における光パワー密度を低減さることが可能である。例えば、ビーム径を２．５倍に拡大すると、光の照射面積は約６倍に拡大される。従って、光パワー密度は６分の１程度に低減される。

本発明の第２の態様にかかるビーム変換装置は、光を平行化及び集光化させるビーム変換装置であって、複数本の光ファイバの先端と、ビーム径拡大用のコアを持たない１本のコアレスファイバとを、同一界面に融着接続した部品であるファイバパッチコードと、レンズとを備えていることを特徴とする。

これにより、ファイバパッチコードの先端面に集光されるビーム径は、コアレスファイバと光ファイバとの界面におけるビーム径に比較して拡大される。従って、ファイバパッチコードの先端面における光パワー密度を低減さることが可能である。また、ビーム変換装置を構成する部品数を削減することが可能である。従って、ビーム変換装置の作製コストを低減することが可能である。また、同時に、複数本の光ファイバの先端と１本のコアレスファイバとを、融着接続させることにより、融着工程を削減することが可能である。従って、融着損失を低減するとともに、ビーム変換装置の作製コストを低減することが可能である。

本発明の第３の態様にかかるビーム変換装置は、本発明の第２の態様にかかるビーム変換装置において、前記コアレスファイバの外径は、前記複数本の光ファイバの外径に基づいて、少なくとも、前記複数本の光ファイバの先端と前記コアレスファイバとを、同一界面に融着接続可能な大きさであることを特徴とする。

本発明の第４の態様にかかるビーム変換装置は、光を平行化及び集光化させるビーム変
換装置であって、１本の光ファイバの先端にビーム径拡大用のコアを持たない１本のコアレスファイバを融着接続した部品を単芯ファイバパッチコードとしたとき、１本または複数本の前記単芯ファイバパッチコードの前記コアレスファイバの部分を１個のキャピラリに接着または溶融固定した部品であるファイバパッチコードと、レンズとを備えていることを特徴とする。

これにより、ファイバパッチコードの先端面に集光されるビーム径は、コアレスファイバと光ファイバとの界面におけるビーム径に比較して拡大される。従って、ファイバパッチコードの先端面における光パワー密度を低減さることが可能である。また、ビーム変換装置を構成する部品数を削減することが可能である。従って、ビーム変換装置の作製コストを低減することが可能である。

本発明の第５の態様にかかるビーム変換装置は、本発明の第４の態様にかかるビーム変換装置において、前記キャピラリは、前記１本または複数本の単芯ファイバパッチコードの前記コアレスファイバの部分を挿入可能な、前記コアレスファイバの外径のそれぞれと同径または概ね同径の穴を有していることを特徴とする。

本発明の第６の態様にかかるビーム変換装置は、本発明の第４または５の態様にかかるビーム変換装置において、前記キャピラリは、石英ガラスキャピラリまたはコアレスファイバと同等の屈折率を持つガラスキャピラリであることを特徴とする。

本発明の第７の態様にかかるビーム変換装置は、本発明の第１から６のいずれか１つの態様にかかるビーム変換装置において、前記コアレスファイバの屈折率が、前記光ファイバのコアの屈折率と同じであることを特徴とする。

これにより、光ファイバとコアレスファイバとの界面における、光損失を低減することが可能である。

本発明の第８の態様にかかるビーム変換装置は、本発明の第１から７のいずれか１つの態様にかかるビーム変換装置において、前記コアレスファイバが、ガラスロッドまたは石英ロッドであることを特徴とする。

これにより、光ファイバとコアレスファイバとの界面における、光損失を低減することが可能である。

本発明の第９の態様にかかるビーム変換装置は、本発明の第１から８のいずれか１つの態様にかかるビーム変換装置において、前記光ファイバのビーム径、及び、前記光ファイバの種類と使用される光の波長によって規定される光パワー密度に基づいて、前記光ファイバに融着接続された前記コアレスファイバの先端面における前記光パワー密度が、所定の範囲の値となるように、前記コアレスファイバの外径は形成されていることを特徴とする。

これにより、コアレスファイバにおける光の広がり角度の大きいファイバパッチコードであっても、ファイバパッチコードの先端面における光パワー密度を低減さることが可能である。

本発明の第１０の態様にかかるビーム変換装置は、本発明の第１から９のいずれか１つの態様にかかるビーム変換装置において、前記光ファイバのビーム径、及び、前記光ファイバの種類と使用される光の波長によって規定される光パワー密度に基づいて、前記光ファイバに融着接続された前記コアレスファイバの先端面における前記光パワー密度が、所
定の範囲の値となるように、前記ファイバパッチコードの前記コアレスファイバの光の伝送方向の長さに研磨または切断されていることを特徴とする。

これにより、光ファイバに入射される光パワーの大きい光であっても、ファイバパッチコードの先端面における光パワー密度を低減さることが可能である。

本発明の第１１の態様にかかるビーム変換装置は、本発明の第１から１０のいずれか１つの態様にかかるビーム変換装置において、前記ファイバパッチコードの前記コアレスファイバの先端面は、所定の範囲の角度に、斜め研磨または切断されていることを特徴とする。

これにより、ファイバパッチコードの先端面における反射を低減させることが可能である。

本発明の第１２の態様にかかるビーム変換装置は、本発明の第１から１１のいずれか１つの態様にかかるビーム変換装置において、前記ファイバパッチコードの前記コアレスファイバの先端面に、反射防止用コーティング処理が施されていることを特徴とする。

これにより、ファイバパッチコードの先端面における反射を低減させることが可能である。

本発明の第１３の態様にかかるビーム変換装置は、光を平行化及び集光化させるビーム変換装置であって、１本の光ファイバの端面と１本のコアレスファイバとを融着接続させたファイバパッチコードと、前記ファイバパッチコードの外周面に密着させたキャピラリと、前記光ファイバの被覆部と前記キャピラリとを一体に覆うフェルールと、入射光を前記コアレスファイバに集光させる、又は前記コアレスファイバからの出射光を平行化するレンズと、を備えることを特徴とする。

本発明の第１４の態様にかかるビーム変換装置は、前記ファイバパッチコードと前記キャピラリとは、加熱処理されて密着されていることを特徴とする。

本発明の第１５の態様にかかるビーム変換装置は、前記キャピラリの屈折率は、前記光ファイバのクラッドの屈折率に略等しいことを特徴とする。

本発明の第１６の態様にかかるビーム変換装置は、前記フェルールは、前記ファイバパッチコードと前記光ファイバの被覆部との間に遮蔽部を有していることを特徴とする。

本発明によれば、コアレスファイバにおける光の広がり角度の大きいファイバパッチコードであっても、光ファイバに入射される光パワーの大きい光であっても、ファイバパッチコードの先端面における光パワー密度を低減さることが可能である。これにより、従来はレンズによって集光された光が結合される各ファイバ端での塵埃などによる光吸収による損失を生じさせたり、光ファイバや誘電体多膜層フィルタなどにおける組織欠陥に基づく光吸収による損失等が熱に変換され、光ファイバの致命的な欠損（ファイバフューズ等の現象）を生じさせ、ファイバ、部品、装置等の破損が発生したりしていたのを低減することが可能となる。

また、ビーム変換装置を構成する部品数を削減することが可能である。従って、ビーム変換装置の作製コストを低減することが可能である。また、同時に、複数本の光ファイバの先端と１本のコアレスファイバとを、融着接続させることにより、融着工程を削減することが可能である。従って、融着損失を低減するとともに、ビーム変換装置の作製コストを低減することが可能である。

この発明の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施態様は説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なもので置換した実施態様を採用することが可能であるが、これらの実施態様も本発明の範囲に含まれる。

図１は、第１の本発明を適用した光コリメータの一例を示す概略図であり、図１（ａ）は、光コリメータの断面模式図であり、図１（ｂ）は、単芯ファイバパッチコードの断面模式図である。

図１に示すように、光ファイバから出射されて広がった光信号を平行光にする光コリメータ１０は、コリメータ筺体１１、フェルール１２、単芯ファイバパッチコード１３、レンズ１４、及びレンズホルダ１５により構成されており、単芯ファイバパッチコード１３
は、１本の光ファイバ１６及び１本のコアレスファイバ１７により構成されている。

単芯ファイバパッチコード１３は、光ファイバ１６の端面１６ａにコアレスファイバ１７が融着にて接続されている。単芯ファイバパッチコード１３は、フェルール１２内に接着固定され、コリメータ筺体１１内に固定されている。また、レンズ１４は、レンズホルダ１５によりコリメータ筺体１１に固定されている。

コアレスファイバ１７の融着接続はアーク放電による方法のほかに、ＣＯ２レーザなどを用いることができる。本実施形態のコアレスファイバ１７の外径が光ファイバ１６と大きく異なると、双方の溶融特性が異なる場合があり、このようなときにはＣＯ２レーザを用いる方法が有効である。これらの方法は、本発明のその他の実施形態においても適用される。

コアレスファイバ１７は、光ファイバ１６のコア１６ｂと同じ屈折率であるガラスロッドまたは石英ロッドである。その他に、光ファイバのコアと同じ屈折率である低融点ガラスなども、コアレスファイバ１７に用いることができる。この場合、光パワー密度によるコアレスファイバ１７の先端面１７aの温度が、その融点を上回らない範囲とすることが
望ましい。

また、コアレスファイバ１７の外径は、光ファイバ１６のビーム径Φａ及び光パワー密度に基づいて、光ファイバ１６に融着接続されたコアレスファイバ１７の先端面１７ａにおける光パワー密度が所定の範囲の値となるように、形成されている。従って、コアレスファイバ１７の外径は、光ファイバ１６の外径と同じである必要はない。ここで、光パワー密度は、光ファイバ１６の種類と使用される光の波長によって規定される。

また、光ファイバ１６に融着接続されたコアレスファイバ１７の光の伝送方向の長さＬは、光ファイバ１６のビーム径Φａ及び光パワー密度に基づいて、光ファイバ１６に融着接続されたコアレスファイバ１７の先端面１７ａにおける光パワー密度が所定の範囲の値となるように、研磨または切断されている。また、光ファイバ１６に融着接続されたコアレスファイバ１７の先端面１７ａは、反射低減のために、所定の範囲の角度（例えば、８度）に、斜め研磨または切断され、更にＡＲコート等の反射防止用コーティング処理が施されている。

例えば、ファイバフューズ等の現象を生じさせる熱の発生に対する耐性が確保できる光パワー密度となるように、光ファイバ１６に融着接続されたコアレスファイバ１７の先端面１７ａのビーム径Φｂを、コアレスファイバ１７の外径及び長さＬによって制御する。

また、レンズ１４は、球面レンズ、非球面レンズ、ＧＲＩＮレンズ等の多種多様なレンズである。

図２は、別の本発明を適用したＷＤＭフィルタモジュール等の二芯フェルールの一例を示す概略図である。図２に示すように、二芯フェルール２０は、二芯ファイバパッチコード２１が接着剤２２により、ハウジング２３に接着固定されている。

また、二芯ファイバパッチコード２１は、２本の光ファイバ２４、２６及び１本のコアレスファイバ２５により構成されており、光ファイバの端面２４ａ、２６ａにコアレスファイバ２５が融着にて接続されている。ここで、コアレスファイバ２５は、光ファイバ２４のコアと同じ屈折率であるガラスロッドまたは石英ロッドである。また、二芯ファイバパッチコード２１は、コアレスファイバ２５に、２本の光ファイバ２４の先端を、同時に、融着にて接続して、作製する。

また、コアレスファイバ２５の外径は、少なくとも、２本の光ファイバ２４、２６を、同一界面に、融着にて接続することが可能な大きさである。更に、コアレスファイバ２５の外径は、２本の光ファイバ２４、２６のビーム径及び光パワー密度に基づいて、２本の光ファイバ２４、２６に融着接続されたコアレスファイバ２５の先端面２５ａにおける光パワー密度が所定の範囲の値となるように、形成されている。

また、２本の光ファイバ２４、２６に融着接続されたコアレスファイバ２５の伝送方向の長さは、２本の光ファイバ２４のビーム径及び光パワー密度に基づいて、光ファイバ２４、２６に融着接続されたコアレスファイバ２５の先端面２５ａにおける光パワー密度が所定の範囲の値となるように、研磨または切断されている。

また、２本の光ファイバ２４、２６に融着接続されたコアレスファイバ２５の先端面２５ａは、反射低減のために、所定の範囲の角度（例えば、８度）に、斜め研磨または切断され、更にＡＲコート等の反射防止用コーティング処理が施されている。

次に、図２において説明した二芯フェルール２０における二芯ファイバパッチコード２１の別の発明を説明する。図３は、二芯ファイバパッチコードの一例を説明するための図であり、図３（ａ）は、二芯ファイバパッチコードの断面模式図であり、図３（ｂ）は、二芯ファイバパッチコードの構成部品を説明するための図である。

図３に示すように、二芯ファイバパッチコード３０は、２本の単芯ファイバパッチコード３１及びキャピラリ３２により構成されている。キャピラリ３２は、石英ガラスまたはコアレスファイバと同等の屈折率を持つガラス材料からなる。単芯ファイバパッチコード３１は、図１にて説明したように、１本の光ファイバ３３及び１本のコアレスファイバ３４により構成されている。

同様に、単芯ファイバパッチコード３７は、１本の光ファイバ３５及び１本のコアレスファイバ３６により構成されている。また、キャピラリ３２は、石英二芯キャピラリであり、２本の単芯ファイバパッチコード３１、３７のコアレスファイバ３４、３６の部分を挿入することが出来る、コアレスファイバ３４、３６の外径のそれぞれと同径または概ね同径の穴が２個施されている。

二芯ファイバパッチコード３０は、キャピラリ３２に、２本の単芯ファイバパッチコード３１を挿入して、コラプス処理を行う。また、キャピラリ３２と２本の単芯ファイバパッチコード３１、３７のコアレスファイバ３４、３６とが接着固定された二芯ファイバパッチコード３０の先端面３０ａは、反射低減のために、所定の範囲の角度（例えば、８度）に、斜め研磨または切断され、更にＡＲコート等の反射防止用コーティング処理が施されている。

上記のファイバパッチコードのコアレスファイバ３４、３６とキャピラリの接着固定には、コアレスファイバ３４、３６と同等の屈折率を持ち、使用する波長に対して透明な有機および無機接着剤を使用することができる。また、接着ではなく、加熱などによる溶融固定を行ってもよい。

上述した光ファイバとして、PＣＦ（フォトニクス結晶ファイバ）及びACF（エアクラッドファイバ）等の空孔付ファイバを適用することも可能である。

本発明のさらに別の実施形態のビーム変換装置を、図４を用いて以下に説明する。図４は、本実施形態のビーム変換装置である光コリメータ４０の構成を示す断面模式図である。本実施形態の光コリメータ４０は、フェルール４６に遮蔽部４６ａが追加されている。キャピラリ４５は、光ファイバ４１の先端外周部４１ａと、光ファイバ４１の先端面に融着接続されたコアレスファイバ４２の外周部とを一体に覆うように固定されている。

キャピラリ４５は、光ファイバ４１のクラッド４３と実質的に等しい屈折率を有しており、光ファイバ４１の先端外周部４１ａとコアレスファイバ４２の外周部とに、加熱処理されて密着されている。キャピラリ４５とクラッド４３の屈折率は、例えばともに１．４５〜１．４６とすることができる。このように、クラッド４３と実質的に等しい屈折率を有するキャピラリ４５をクラッド４３の先端外周部４１ａとコアレスファイバ４２の外周部とに、加熱処理して密着させることにより、クラッド４３に漏洩したクラッドモードの光がキャピラリ４５との界面で反射されることなく、キャピラリ４５に伝播される。

キャピラリ４５に伝播されたクラッドモードの光は、さらにフェルール４６を照射し、ここで熱に変換されて外部に放出される。キャピラリ４５からフェルール４６に効率よく放出されるよう、キャピラリ４５とフェルール４６の内面とは、密接させるのがよい。

このように、キャピラリ４５を光ファイバ４１の先端外周部４１ａとコアレスファイバ４２の外周部とに、一体に加熱処理して密着させることにより、クラッド４３内に漏洩したクラッドモードの光を、キャピラリ４５及びフェルール４６を介して外部に効率的に放出することができ、光ファイバ４１の損傷を防止することができる。なお、キャピラリ４５と光ファイバ４１の先端外周部４１ａとの密着は、加熱処理による密着が好ましいが、これに限らず所定の接着剤を用いて接着する方法を用いてもよい。

本実施形態の光コリメータ４０では、クラッドモードの光がキャピラリ４５を伝播してファイバ被覆部４４を照射するのを防止するために、フェルール４６に遮蔽部４６ａを設けるのがよい。遮蔽部４６ａを設けることにより、キャピラリ４５を伝播してファイバ被覆部４４を照射するのを防止することができる。キャピラリ４５の端部にまで達した漏洩光４７は、遮蔽部４６ａで反射されて再びキャピラリ４５を伝播しながらフェルール４６に放出される。

上記の通り、本実施形態の光コリメータ４０では、コアレスファイバ４２を設けることで光ファイバ４１の入出力端におけるパワー密度を低減させるとともに、キャピラリ４５をクラッド４３とコアレスファイバ４２に加熱処理により密着させることでクラッドモードの光をキャピラリ４５とフェルール４６を介して外部に効率よく放出させるようにしている。これにより、光パワー密度の高い光を入出力させても、光ファイバの損傷を確実に防止することが可能となる。

さらに、フェルール４６に遮蔽部４６ａを設けることにより、キャピラリ４５に放出されたクラッドモードの光がファイバ被覆部４３を照射するのを防止することができ、ファイバ被覆部４３が損傷するのを防止することができる。

第１の本発明を適用した光コリメータの一例を示す概略図であり、図１（ａ）は、光コリメータの断面模式図であり、図１（ｂ）は、単芯ファイバパッチコードの断面模式図である。 別の本発明を適用したＷＤＭフィルタモジュール等の二芯フェルールの一例を示す概略図である。 二芯ファイバパッチコードの一例を説明するための図であり、図３（ａ）は、二芯ファイバパッチコードの断面模式図であり、図３（ｂ）は、二芯ファイバパッチコードの構成部品を説明するための図である。 本発明のさらに別の実施形態のビーム変換装置である光コリメータの構成を示す断面模式図である。 ＴＥＣ処理により光ファイバの先端部が拡大された従来の光コリメータの断面模式図である。 クラッドモードの光が光ファイバに損傷を与えるのを説明する図である。

符号の説明

１０、４０、９０ 光コリメータ
１１ コリメータ筺体
１２ フェルール
１３、３１、３７ 単芯ファイバパッチコード
１４ レンズ
１５ レンズホルダ
１６、２４、２６、３３、３５、４１、９１ 光ファイバ
１７、２５、３４、３６、４２ コアレスファイバ
１８、４５ キャピラリ
２０ 二芯フェルール
２１、３０ 二芯ファイバパッチコード
２２ 接着剤
２３ ハウジング
３２ キャピラリ
４３、９４ クラッド
４４、９５ ファイバ被覆部
４６ フェルール
４７ 漏洩光
９２ コア
９３ コアの先端部

Claims (16)

1. 光を平行化及び集光化させるビーム変換装置であって、
   １本の光ファイバの先端と、ビーム径拡大用のコアを持たない１本のコアレスファイバとを融着接続した部品であるファイバパッチコードと、レンズとを備えており、
   前記コアレスファイバの外径は、前記光ファイバの外径によらず入力光の光パワーに応じて変更されることを特徴とするビーム変換装置。
2. 光を平行化及び集光化させるビーム変換装置であって、
   複数本の光ファイバの先端と、ビーム径拡大用のコアを持たない１本のコアレスファイバとを、同一界面に融着接続した部品であるファイバパッチコードと、レンズとを備えていることを特徴とするビーム変換装置。
3. 前記コアレスファイバの外径は、前記複数本の光ファイバの外径に基づいて、少なくとも、前記複数本の光ファイバの先端と前記コアレスファイバとを、同一界面に融着接続可能な大きさであることを特徴とする請求項２に記載のビーム変換装置。
4. 光を平行化及び集光化させるビーム変換装置であって、
   １本の光ファイバの先端にビーム径拡大用のコアを持たない１本のコアレスファイバを融着接続した部品を単芯ファイバパッチコードとしたとき、
   １本または複数本の前記単芯ファイバパッチコードの前記コアレスファイバの部分を１個のキャピラリに接着または溶融固定した部品であるファイバパッチコードと、レンズとを備えていることを特徴とするビーム変換装置。
5. 前記キャピラリは、前記１本または複数本の単芯ファイバパッチコードの前記コアレスファイバの部分を挿入可能な、前記コアレスファイバの外径のそれぞれと同径または概ね同径の穴を有していることを特徴とする請求項４に記載のビーム変換装置。
6. 前記キャピラリは、石英ガラスキャピラリまたはコアレスファイバと同等の屈折率を持つガラスキャピラリであることを特徴とする請求項４また５に記載のビーム変換装置。
7. 前記コアレスファイバの屈折率が、前記光ファイバのコアの屈折率と同じであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のビーム変換装置。
8. 前記コアレスファイバが、ガラスロッドまたは石英ロッドであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のビーム変換装置。
9. 前記光ファイバのビーム径、及び、前記光ファイバの種類と使用される光の波長によって規定される光パワー密度に基づいて、前記光ファイバに融着接続された前記コアレスファイバの先端面における前記光パワー密度が、所定の範囲の値となるように、前記コアレスファイバの外径は形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のビーム変換装置。
10. 前記光ファイバのビーム径、及び、前記光ファイバの種類と使用される光の波長によって規定される光パワー密度に基づいて、前記光ファイバに融着接続された前記コアレスファイバの先端面における前記光パワー密度が、所定の範囲の値となるように、前記ファイバパッチコードの前記コアレスファイバの光の伝送方向の長さに研磨または切断されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のビーム変換装置。
11. 前記ファイバパッチコードの前記コアレスファイバの先端面は、所定の範囲の角度に、
    斜め研磨または切断されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のビーム変換装置。
12. 前記ファイバパッチコードの前記コアレスファイバの先端面に、反射防止用コーティング処理が施されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のビーム変換装置。
13. 光を平行化及び集光化させるビーム変換装置であって、
    １本の光ファイバの端面と１本のコアレスファイバとを融着接続させたファイバパッチコードと、
    前記ファイバパッチコードの外周面に密着させたキャピラリと、
    前記光ファイバの被覆部と前記キャピラリとを一体に覆うフェルールと、
    入射光を前記コアレスファイバに集光させる、又は前記コアレスファイバからの出射光を平行化するレンズと、を備える
    ことを特徴とするビーム変換装置。
14. 前記ファイバパッチコードと前記キャピラリとは、加熱処理されて密着されていることを特徴とする請求項１３に記載のビーム変換装置。
15. 前記キャピラリの屈折率は、前記光ファイバのクラッドの屈折率に略等しい
    ことを特徴とする請求項１３に記載のビーム変換装置。
16. 前記フェルールは、前記ファイバパッチコードと前記光ファイバの被覆部との間に遮蔽部を有している
    ことを特徴とする請求項１３に記載のビーム変換装置。
    

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