JP2017125874A - 光コネクタ構造の損傷予防システム - Google Patents

Abstract

【課題】光コネクタ内における光ファイバ心線のジャケットの炭化焼損を未然に防止する損傷予防システムを提供する。【解決手段】損傷予防システムＳは、光コネクタ２０内に、光ファイバ心線１０のジャケット１２の温度を検知するジャケット温度検知手段２５を設け、ジャケット温度検知手段２５で検知したジャケット温度と周辺温度検知手段２６で検知した周辺温度との温度差に基づいて、データベース２８ａからその温度差に対応する伝搬光強度と寿命パラメータとの関係に関連づけられた情報を読み取ると共に、その情報に基づいて伝搬光強度検知手段２７で検知した伝搬光強度での寿命パラメータを求め、その求めた寿命パラメータが所定のジャケット劣化認定条件を満たすときに所定の損傷予防措置を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、光コネクタ構造の損傷予防システム、損傷予防方法、及び損傷予防制御用のコンピュータプログラムに関する。

レーザ加工機等におけるレーザ光伝送用の光ファイバケーブルとして、光ファイバ心線の入射端部及び出射端部のそれぞれに光コネクタが設けられたものが使用されている。このような光ファイバケーブルでは、入射端部側の光コネクタ内において、軸ずれ等のために光ファイバのコアに入射されなかったレーザ光の漏れ光に起因して、また、出射端部側の光コネクタ内において、レーザ光照射対象からの反射光に起因して、光ファイバ心線のジャケットが炭化焼損し、そのために光ファイバも破断するといった損傷が生じる虞がある。そこで、かかる損傷を防止する手段として、特許文献１には、光コネクタ内の空間にレーザ光や反射光を検知するための光センサが設けられ、その光センサがインターロック回路に接続された光コネクタ構造が開示されている。

特表２０１５−５０５９６９号公報

漏れ光や反射光の強度が過大である場合、ジャケットは、それらが伝搬すると同時に急激に高温に達して瞬時に炭化焼損する。一方、漏れ光や反射光の強度がそれ程高くない場合、ジャケットは、漏れ光や反射光の伝搬光量に応じて僅かに温度が上昇することはあっても、それらが伝搬して瞬時に炭化焼損することはない。しかしながら、この場合、漏れ光や反射光の伝搬時間の積算時間が長くなると、ジャケットは、突然、急激に高温に達して炭化焼損するという現象が確認されている。特許文献１に開示された光コネクタ内の空間に設けられた光センサでは、かかるジャケットの炭化焼損を未然に防止することはできない。

本発明の課題は、光コネクタ内における光ファイバ心線のジャケットの炭化焼損を未然に防止することである。

本発明は、光ファイバ及びそれを被覆するジャケットを有する光ファイバ心線と、前記光ファイバ心線の端部に設けられた光コネクタと、前記光コネクタ内における前記光ファイバ心線のジャケット温度を検知するジャケット温度検知手段とを含む光コネクタ構造の損傷予防システムであって、基準温度となる周辺温度を検知する周辺温度検知手段と、前記ジャケットを伝搬する伝搬光の強度を検知する伝搬光強度検知手段と、ジャケット温度と周辺温度との温度差に基づいて設定される伝搬光強度と光の伝搬により劣化する前記ジャケットの所定の寿命パラメータとの関係に関連づけられた情報が保存されたデータベースと、前記ジャケット温度検知手段で検知したジャケット温度と前記周辺温度検知手段で検知した周辺温度との温度差に基づいて、前記データベースからその温度差に対応する伝搬光強度と寿命パラメータとの関係に関連づけられた情報を読み取ると共に、その情報に基づいて前記伝搬光強度検知手段で検知した伝搬光強度での寿命パラメータを求め、その求めた寿命パラメータが所定のジャケット劣化認定条件を満たすときに所定の損傷予防措置を行う損傷予防手段とを備える。

本発明は、光ファイバ及びそれを被覆するジャケットを有する光ファイバ心線と、前記光ファイバ心線の端部に設けられた光コネクタと、前記光コネクタ内における前記光ファイバ心線のジャケット温度を検知するジャケット温度検知手段とを含む光コネクタ構造の損傷予防方法であって、基準温度となる周辺温度を検知する周辺温度検知手段、前記ジャケットを伝搬する伝搬光の強度を検知する伝搬光強度検知手段、及びジャケット温度と周辺温度との温度差に基づいて設定される伝搬光強度と光の伝搬により劣化する前記ジャケットの所定の寿命パラメータとの関係に関連づけられた情報が保存されたデータベースが設けられており、前記ジャケット温度検知手段で検知したジャケット温度と前記周辺温度検知手段で検知した周辺温度との温度差に基づいて、前記データベースからその温度差に対応する伝搬光強度と寿命パラメータとの関係に関連づけられた情報を読み取ると共に、その情報に基づいて前記伝搬光強度検知手段で検知した伝搬光強度での寿命パラメータを求め、その求めた寿命パラメータが所定のジャケット劣化認定条件を満たすときに所定の損傷予防措置を行うものである。

本発明は、光ファイバ及びそれを被覆するジャケットを有する光ファイバ心線と、前記光ファイバ心線の端部に設けられた光コネクタと、前記光コネクタ内における前記光ファイバ心線のジャケット温度を検知するジャケット温度検知手段とを含む光コネクタ構造の損傷予防に用いられるコンピュータプログラムであって、基準温度となる周辺温度を検知する周辺温度検知手段、前記ジャケットを伝搬する伝搬光の強度を検知する伝搬光強度検知手段、及びジャケット温度と周辺温度との温度差に基づいて設定される伝搬光強度と光の伝搬により劣化する前記ジャケットの所定の寿命パラメータとの関係に関連づけられた情報が保存されたデータベースと共に設けられた損傷予防制御用のコンピュータに、前記ジャケット温度検知手段からジャケット温度の情報を取得する手順と、前記周辺温度検知手段から周辺温度の情報を取得する手順と、前記伝搬光強度検知手段から伝搬光強度の情報を取得する手順と、前記ジャケット温度検知手段からのジャケット温度と前記周辺温度検知手段からの周辺温度との温度差に基づいて、前記データベースからその温度差に対応する伝搬光強度と寿命パラメータとの関係に関連づけられた情報を読み取る手順と、前記データベースからの情報に基づいて前記伝搬光強度検知手段で検知した伝搬光強度での寿命パラメータを求める手順と、前記求めた寿命パラメータが所定のジャケット劣化認定条件を満たすときに所定の損傷予防措置を行う手順とを実行させるものである。

本発明によれば、ジャケットの劣化度を表す寿命パラメータが所定のジャケット劣化認定条件を満たすときに所定の損傷予防措置を行う、つまり、伝搬光の伝搬によるジャケットの劣化の蓄積を考慮して損傷予防措置を行うので、光コネクタ内における光ファイバ心線のジャケットの炭化焼損を未然に防止することができる。

実施形態１に係る損傷予防システムの概略構成を示す縦断面図である。 光ファイバ心線を示す斜視図である。 温度差がΔＴ_１℃の場合における伝搬光強度と寿命との関係を示すグラフである。 温度差がΔＴ_２℃の場合における伝搬光強度と寿命との関係を示すグラフである。 損傷予防制御用のコンピュータプログラムに従った情報処理のフローチャートである。 実施形態２に係る損傷予防システムにおける伝搬光強度センサの設置構造を示す縦断面図である。

以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る損傷予防システムＳを示す。

実施形態１に係る損傷予防システムＳは、レーザ加工機等におけるレーザ光伝送用の光ファイバケーブルの入射端部及び／又は出射端部の光コネクタ構造Ｃを包含して構成されるものである。

光コネクタ構造Ｃは、光ファイバ心線１０とその端部に設けられた光コネクタ２０とを含む。

図２は光ファイバ心線１０を示す。

光ファイバ心線１０は、光ファイバ１１とそれを被覆するジャケット１２とを有する。光ファイバ心線１０の外径は例えば１．３ｍｍである。

光ファイバ１１は、相対的に高屈折率なコア１１ａとそれを被覆する相対的に低屈折率のクラッド１１ｂとを有する。光ファイバ１１は、例えば、コア１１ａが純粋石英で形成されており、クラッド１１ｂが屈折率を低下させるドーパントがドープされた石英で形成されている。光ファイバ１１の外径は例えば５００μｍである。コア１１ａの直径は例えば１００μｍである。コア１１ａの開口数（ＮＡ）は例えば０．２０である。なお、光ファイバ１１は、クラッド１１ｂの外側を更に被覆するサポート層を有していてもよい。

ジャケット１２は、紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等で形成された単一層で構成されていてもよく、また、例えばシリコーン樹脂の内側バッファ層とそれを被覆するナイロン樹脂或いはフッ素樹脂の外側被覆層との二層で構成されていてもよい。

光コネクタ２０内に位置する光ファイバ心線１０の端部は、先端側のファイバ露出部分１０ａと、そのファイバ露出部分１０ａの後方側のジャケット１２で被覆されたジャケット被覆部分１０ｂとを含む。

ファイバ露出部分１０ａは、ジャケット１２で被覆されずに光ファイバ１１が突出するように露出しており、その露出した光ファイバ１１の外周面にモードストリッパ１３が設けられている。ここで、モードストリッパ１３とは、光ファイバ１１のクラッド１１ｂを伝搬する光を光ファイバ１１外に放出するための加工形状を意味する。モードストリッパ１３は、例えば光ファイバ１１の外周面にエッチング処理を施すことによって形成することができる。なお、光ファイバ１１がサポート層を有する場合には、サポート層を含めてモードストリッパ１３の加工を行なう。

光コネクタ２０は、筒状部材により構成されたコネクタ本体２１を有する。コネクタ本体２１の内部には、中間部に長さ方向に延びるように形成された内径の大きいファイバ収容空間２１ａが設けられ、且つその後方に連続して形成された内径の小さい心線嵌入部２１ｂが設けられている。また、コネクタ本体２１の内部のファイバ収容空間２１ａの先端側には、ファイバ収容空間２１ａに連続するように形成されたブロック収容空間２１ｃが設けられている。ファイバ収容空間２１ａの先端部には環状の封止部材２２が内嵌めされており、その封止部材２２の開口には円筒状のファイバ保持部材２３が内嵌めされている。コネクタ本体２１のファイバ収容空間２１ａの外側には、ファイバ収容空間２１ａを囲うように形成された冷却水路（不図示）が設けられている。また、コネクタ本体２１におけるファイバ収容空間２１ａを形成する内壁は、光を散乱させるように粗面に形成されていてもよい。ブロック収容空間２１ｃには石英ブロック２４が収容されている。

光コネクタ構造Ｃでは、光ファイバ心線１０の端部が光コネクタ２０の後方から挿通され、そして、ファイバ露出部分１０ａの先端部がファイバ保持部材２３に内嵌めされて保持され、また、ファイバ露出部分１０ａの残りの部分がファイバ収容空間２１ａを長さ方向に延び、更に、ジャケット被覆部分１０ｂが心線嵌入部２１ｂに内嵌めされて保持されている。ファイバ保持部材２３から露出したファイバ露出部分１０ａの先端はブロック収容空間２１ｃに収容された石英ブロック２４に融着接続されている。ジャケット被覆部分１０ｂのジャケット１２の端面はファイバ収容空間２１ａに露出している。

コネクタ本体２１の後方側には、ジャケット温度センサ２５（ジャケット温度検知手段）、周辺温度センサ２６（周辺温度検知手段）、及び伝搬光強度センサ２７（伝搬光強度検知手段）が設けられている。

ジャケット温度センサ２５は、その検知面が光ファイバ心線１０におけるジャケット被覆部分１０ｂのジャケット１２の外周面に当接するように設けられており、そのジャケット温度を検知する。なお、ジャケット温度センサ２５は、ジャケット１２の外周面から離間し、空間を介してジャケット１２の外周面に近接するように設けられていてもよい。ジャケット温度センサ２５は、ジャケット被覆部分１０ｂのジャケット１２の端面の位置から近い位置に設けられていることが好ましい。ジャケット被覆部分１０ｂのジャケット１２の端面の位置から、ジャケット温度センサ２５の検知面の中心位置までの距離は、好ましくは２０ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以下である。

周辺温度センサ２６は、その検知面がコネクタ本体２１に当接するように設けられており、そのコネクタ本体２１の温度を、ジャケット温度センサ２５で検知するジャケット温度に対する基準温度としての周辺温度を検知する。周辺温度センサ２６は、後述の漏れ光や反射光によって加熱されるのを回避する観点から、ジャケット温度センサ２５から離れて設けられていることが好ましい。周辺温度センサ２６のジャケット温度センサ２５からの距離は、好ましくは２０ｍｍ以上、より好ましくは３０ｍｍ以上である。一方、周辺温度センサ２６は、同様に漏れ光や反射光によって加熱されるのを回避する観点から、強制的に冷却している冷却水路に近接して設けられていることが好ましい。周辺温度センサ２６の冷却水路からの距離は、好ましくは２０ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以下である。なお、周辺温度センサ２６は、光コネクタ２０の内部の空間の温度を周辺温度として検知するように設けられていてもよい。また、周辺温度センサ２６は、ジャケット温度センサ２５とは異なり、放射されたレーザ光によって加熱され難い場所に設けられていることが好ましいので、光コネクタ２０の外部に設けられ、光コネクタ２０の外部の雰囲気温度をジャケット温度センサ２５で検知するジャケット温度に対する基準温度としての周辺温度を検知する構成であってもよい。

伝搬光強度センサ２７は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）で構成され、その検知面が光ファイバ心線１０におけるジャケット被覆部分１０ｂのジャケット１２の外周面に当接するように設けられており、その伝搬光強度を検知する。なお、伝搬光強度センサ２７は、ジャケット１２の外周面から離間し、空間を介してジャケット１２の外周面に近接するように設けられていてもよい。

伝搬光強度センサ２７は、漏れ光や反射光が伝搬する部分であれば、光コネクタ２０の内部におけるジャケット被覆部分１０ｂの沿面のどこに設けられていてもよい。このように伝搬光強度センサ２７が光コネクタ２０の内部に設けられていることにより、漏れ光や反射光の減衰が少ない間に、それらの光強度を測定することができる。伝搬光強度センサ２７は、漏れ光や反射光によって加熱されて測定誤差を生じるのを回避する観点から、ジャケット被覆部分１０ｂのジャケット１２の端面から離れて設けられていることが好ましい。伝搬光強度センサ２７の検知面の中心位置のジャケット被覆部分１０ｂのジャケット１２の端面の位置からの距離は、好ましくは２０ｍｍ以上、より好ましくは３０ｍｍ以上である。一方、伝搬光強度センサ２７は、同様に漏れ光や反射光によって加熱されて測定誤差を生じるのを回避する観点から、強制的に冷却している冷却水路に近接して設けられていることが好ましい。伝搬光強度センサ２７の冷却水路からの距離は、好ましくは２０ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以下である。伝搬光強度センサ２７が冷却水路に近接して設けられていれば、伝搬光強度センサ２７が循環する冷却水により一定温度に冷却されるため、漏れ光や反射光によって加熱されて測定誤差を生じるのを抑え、安定した伝搬光の強度測定を行うことができる。

なお、伝搬光強度センサ２７は、光コネクタ２０の外部に設けられていてもよい。伝搬光強度センサ２７が光コネクタ２０の外部に設けられていれば、漏れ光や反射光によって加熱されて測定誤差を生じることもなく、安定した伝搬光の強度測定を行うことができる。この場合、伝搬光強度センサ２７は、ジャケット１２を伝搬する漏れ光や反射光を検知することができる位置であれば、光コネクタ２０の外部におけるどこに設けられていてもよく、例えば、光コネクタ２０に隣接位置やレーザ光伝送用の光ファイバケーブルの長さ方向の途中位置等に設けられていてもよい。

実施形態１に係る損傷予防システムＳは損傷予防制御部２８を含む。

損傷予防制御部２８は、データベース２８ａと損傷予防手段を構成する情報処理部２８ｂとを備える。また、損傷予防制御部２８には、ジャケット温度センサ２５、周辺温度センサ２６、及び伝搬光強度センサ２７の駆動回路、並びにそれらからのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路が設けられている（図示せず）。この損傷予防制御部２８は、光コネクタ２０の外部に設けられていてもよく、また、コンパクト化の観点からは、光コネクタ２０の内部に設けられていてもよい。

実施形態１では、ジャケット１２の炭化焼損が生じるまでの残存した寿命（推定値）が寿命パラメータに設定されており、そして、データベース２８ａには、伝搬光強度と残存した寿命との関係に関連づけられた情報が保存されている。

具体的には、光ファイバ心線１０のジャケット１２に光源のレーザ発振器からレーザ光の出力を開始してから炭化焼損が生じるまでの寿命を測定する予備実験を、環境条件及び伝搬光強度条件を変更して多数実施する。伝搬光強度と寿命との関係は、ジャケット温度と周辺温度との温度差、つまり、ジャケット温度の温度上昇に対する高い依存性が認められることから、それらの実験結果に基づいて、ジャケット温度と周辺温度との温度差毎に、つまり、それらの温度差が同一である場合について、伝搬光強度と寿命との関係を調べ、それを近似式で表す。例えば、温度差がΔＴ_１℃の場合には、図３Ａに示すような伝搬光強度と寿命との関係の寿命曲線が得られ、温度差がΔＴ_２℃の場合には、図３Ａに示すのとは異なり、図３Ｂに示すような伝搬光強度と寿命との関係の寿命曲線が得られ、それぞれ近似式Ｆ_１（ｘ），Ｆ_２（ｘ）で表される。従って、データベース２８ａには、伝搬光強度と寿命との関係に関連づけられた情報として、ジャケット温度と周辺温度との温度差に対応した伝搬光強度と寿命との関係の寿命曲線の近似式Ｆ（ｘ）の情報が保存されている。

情報処理部２８ｂは、損傷予防制御用のコンピュータ（演算処理回路）で構成されており、ジャケット温度センサ２５、周辺温度センサ２６、伝搬光強度センサ２７、及びデータベース２８ａ、並びに図示しない光源にそれぞれ電気的に接続されている。

情報処理部２８ｂは、以下の損傷予防制御用のコンピュータプログラムがインストールされており、それに従った情報処理を実行するように構成されている。つまり、損傷予防制御用のコンピュータプログラムは、情報処理部２８ｂを構成する損傷予防制御用のコンピュータに、
ジャケット温度センサ２５からジャケット温度の情報を取得する手順１と、
周辺温度センサ２６から周辺温度の情報を取得する手順２と、
伝搬光強度センサ２７から伝搬光強度の情報を取得する手順３と、
手順１で取得したジャケット温度センサ２５からのジャケット温度と手順２で取得した周辺温度センサ２６からの周辺温度との温度差を計算する手順４と、
手順４で計算した温度差に基づいて、データベース２８ａからその温度差に対応する伝搬光強度と寿命との関係に関連づけられた情報としての近似式の情報を読み取る手順５と、
手順５でデータベース２８ａから読み取った近似式の情報に基づいて、その近似式に手順３で取得した伝搬光強度センサ２７からの伝搬光強度を代入して計算することにより寿命を求める手順６と、
手順６で求めた寿命が所定のジャケット劣化認定条件を満たすときに光源の出力を停止する手順７と、
データベース２８ａの近似式の情報を、ジャケット１２の寿命が劣化分だけ減じられるように書き換えた後に手順１に戻る手順８と、
を実行させる。

この損傷予防制御用のコンピュータプログラムは、これを記録したＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体としてのみならず、ネットワーク等を通じてプログラム自体も独立した取引対象となり得る。

次に、情報処理部２８ｂによるこの損傷予防制御用のコンピュータプログラムに従った情報処理を、図４に示すフローチャートに基づいてより具体的に説明する。

情報処理は、光源からのレーザ光の出力が開始されると同時にスタートし、スタート後のステップＳ１では、ジャケット温度センサ２５からジャケット温度の情報を取得し、続くステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、周辺温度センサ２６から周辺温度の情報を取得し、続くステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、伝搬光強度センサ２７から伝搬光強度Ｘの情報を取得し、続くステップＳ４に進む。なお、このとき、伝搬光強度センサ２７からの検知情報に比例定数αを乗じて補正してもよい。ジャケット１２は先端部分（剥き際、図１の１０ａと１０ｂの境界）で伝搬光強度が最も強く劣化が早いが、この先端部分から伝搬光強度センサ２７までの伝搬距離の間に伝搬光は減衰し、先端部分の伝搬光強度を推定することができない。そこで先端部分の伝搬光強度を推定するために、ジャケット材料及び構造、伝搬距離などを考慮した比例定数αを使用する。

ステップＳ４では、ジャケット温度センサ２５からのジャケット温度と周辺温度センサ２６からの周辺温度との温度差ΔＴを計算し、続くステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、ジャケット温度センサ２５からのジャケット温度と周辺温度センサ２６からの周辺温度との温度差ΔＴに基づいて、データベース２８ａからその温度差ΔＴに対応する伝搬光強度と寿命との関係の近似式Ｆ（ｘ）の情報を読み取り、続くステップＳ６に進む。

ここで、このステップＳ５において、例えば、温度差がΔＴ_１℃の場合には、図３Ａに示す伝搬光強度と寿命との関係の寿命曲線の近似式Ｆ_１（ｘ）の情報を読み取り、また、温度差がΔＴ_２℃の場合には、図３Ｂに示す伝搬光強度と寿命との関係の寿命曲線の近似式Ｆ_２（ｘ）の情報を読み取る。なお、データベース２８ａに温度差ΔＴに対応する近似式Ｆ（ｘ）の情報が存在しない場合には、ΔＴに最も近い温度差に対応する近似式Ｆ（ｘ）を読み取る。また場合によりΔＴを挟む上下の２つの近似式Ｆ_ΔＴ+δＴ（ｘ）、及びＦ_{ΔＴ−δＴ}（ｘ）を読み取り、補間して近似式を求めてもよい。

ステップＳ６では、データベース２８ａから読み取った近似式Ｆ（ｘ）の情報に基づいて、その近似式Ｆ（ｘ）に伝搬光強度センサ２７からの伝搬光強度Ｘを代入して計算することにより残存する寿命Ｙを求め、続くステップＳ７に進む。

ここで、このステップＳ６において、例えば、温度差がΔＴ_１℃の場合には、図３Ａに示す伝搬光強度と寿命との関係の近似式Ｆ_１（ｘ）に、伝搬光強度センサ２７からの伝搬光強度Ｘを代入して計算することにより残存する寿命Ｙ_１を求め、また、温度差がΔＴ_２℃の場合には、図３Ｂに示す伝搬光強度と寿命との関係の近似式Ｆ_２（ｘ）に、伝搬光強度センサ２７からの伝搬光強度Ｘを代入して計算することにより残存する寿命Ｙ_２を求める。

ステップＳ７では、ジャケット劣化認定条件として、求めた残存する寿命Ｙが予め設定された所定の閾値β以下なのか（又は閾値βよりも小さいのか）、すなわち、残存する寿命Ｙから閾値βを減じた値が０以下なのか（又は０よりも小さいのか）を判断し、ＹＥＳの場合はステップＳ９に進んで、所定の損傷予防措置として光源の出力を停止してエンドとし、ＮＯの場合は続くステップＳ８に進む。

ここで、閾値βは、損傷予防措置として光源の出力を停止する際の基準となるジャケット１２の残存寿命であり、任意に設定することができる。

ステップＳ８では、データベース２８ａの近似式Ｆ（ｘ）の情報を、ジャケット１２の寿命が、その劣化分の時間だけ減じられるように書き換えた後にステップＳ１に戻る。

ここで、このステップＳ８において、データベース２８ａに保存されている全ての近似式Ｆ（ｘ）の情報について、その伝搬光の伝搬時間Δｔ（前回のステップＳ８から今回のステップＳ８までのインターバル）を減じた寿命曲線の新Ｆ（ｘ）に書き換える（新Ｆ（ｘ）＝Ｆ（ｘ）−Δｔ）。例えば、図３Ａに示す伝搬光強度と寿命との関係の近似式Ｆ_１（ｘ）を新Ｆ_１（ｘ）に書き換え（新Ｆ_１（ｘ）＝Ｆ_１（ｘ）−Δｔ）、図３Ｂに示す伝搬光強度と寿命との関係の近似式Ｆ_２（ｘ）を新Ｆ_２（ｘ）に書き換える（新Ｆ_２（ｘ）＝Ｆ_２（ｘ）−Δｔ）。

なお、この情報処理は、損傷予防制御部２８による光源の出力が停止となったときにエンドとなるが、そのとき、データベース２８ａには、その前の最後のステップＳ８で書き換えられた近似式Ｆ（ｘ）の情報が残ることになる。そして、次回、損傷予防制御部２８がオンになった後、最初にステップＳ５でデータベース２８ａから読み取る近似式Ｆ（ｘ）の情報は、その前回の最後のステップＳ８で書き換えられた近似式Ｆ（ｘ）の情報となる。従って、ステップＳ５でデータベース２８ａから読み取られる近似式Ｆ（ｘ）の情報は、常に、伝搬光の伝搬によるジャケット１２の劣化の蓄積が考慮されて書き換えられた最新の近似式Ｆ（ｘ）となる。従って、複数の光ファイバケーブルを付け替えて使用するレーザ加工装置にこの実施形態１に係る損傷予防システムＳを導入する場合、データベース２８ａには、光ファイバケーブル毎の近似式Ｆ（ｘ）の情報が保存され、各光ファイバケーブルとそれに対応する近似式Ｆ（ｘ）の情報とが１対１に管理される。このとき、コネクタ部分に個体識別手段を設け、コネクタを接続時にレセプタクルなどの嵌合部分で識別番号を読み取ることにより光ファイバケーブルの識別を行うことができる。個体識別手段は、特に限定されるものではないが、例えば、ＲＦタグや内蔵ＩＣチップなどが使用可能である。また、この実施形態１に係る損傷予防システムＳの導入により、光源のレーザ発振器の出力制御も容易になる。

以上の構成の実施形態１に係る損傷予防システムＳにおいて、光源からのレーザ光の出力を開始すると、入射端部側では、石英ブロック２４を介して入射した光は、主には光ファイバ１１のコア１１ａに入射して伝送される。しかしながら、入射端部側の光コネクタ２０内においては、光源からのレーザ光のうち軸ずれ等のために光ファイバ１１の開口数（ＮＡ）を越えてコア１１ａに入射されない漏れ光がクラッド１１ｂに入射することがあり、また、出射端部側の光コネクタ２０内においては、同様に、レーザ光照射対象からの反射光がクラッド１１ｂに入射することがある。これらのクラッド１１ｂに入射するクラッドモード伝搬光は、クラッド１１ｂと空気との界面で反射を繰り返してクラッド１１ｂ中を伝搬する。そして、このクラッドモード伝搬光は、多くがモードストリッパ１３を介して除去されるものの、その一部がクラッド１１ｂを伝搬した後にジャケット１２に漏れて伝搬光の一部となる。また、モードストリッパ１３で除去されたクラッドモード伝搬光について、その一部は、光コネクタ２０内のファイバ収容空間２１ａの内壁で反射し、再度、光ファイバ１１に結合してクラッドモード伝搬光となった後、ジャケット１２に漏れて伝搬光の一部となる。更に、別の一部は、光コネクタ２０内のファイバ収容空間２１ａの内壁で反射し、直接ジャケット１２に結合して伝搬光の一部となる。

ところで、この伝搬光の伝搬時間の積算時間が長くなると、ジャケットは、突然、急激に高温に達して炭化焼損するという現象が確認されている。この理由については次のように考えられる。通常、ジャケットを形成する有機材料には、伝搬するレーザ光の波長に対して比較的透過率の高いものが選定され、その有機材料において光吸収が生じる波長は、伝搬するレーザ光の波長から短波長側に隔たったものとなる。しかしながら、この有機材料のジャケットにレーザ光が伝搬し続けると、その有機材料において光吸収が生じる波長が次第に長波長側にシフトする。そして、それが伝搬するレーザ光の波長までシフトすると、急激に光吸収、発熱、及び炭化（着色）が起こり、その後、光吸収、発熱、及び炭化（着色）が繰り返されて雪崩現象的にジャケットの炭化損傷が起こることが想像される。そのため特許文献１に開示された光コネクタ内の空間に設けられた光センサでは、かかるジャケットの炭化焼損を未然に防止することはできない。

これに対し、実施形態１に係る損傷予防システムＳによれば、ジャケット１２の劣化度を表す炭化焼損が生じるまでの残存する寿命が寿命パラメータに設定され、求めた残存する寿命Ｙが予め設定された所定の閾値βよりも小さいのか（又は閾値β以下なのか）のジャケット劣化認定条件が満たされたときに所定の損傷予防措置として光源の出力を停止する、つまり、伝搬光の伝搬によるジャケット１２の劣化の蓄積を考慮して損傷予防措置を行うので、光コネクタ２０内における光ファイバ心線１０のジャケット１２の炭化焼損を未然に防止することができる。

なお、この実施形態１に係る損傷予防システムＳでは、漏れ光や反射光の強度が過大である場合でも瞬時に光源の出力を停止して損傷予防が図られる。

（実施形態２）
図５は、実施形態２に係る損傷予防システムＳにおける伝搬光強度センサ２７の設置構造を示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は、実施形態１と同一符号で示す。

実施形態２に係る損傷予防システムＳでは、ジャケット被覆部分１０ｂに接触するように筒状の光拡散部材２９が外嵌めされ、伝搬光強度センサ２７の検知面がその光拡散部材２９の外周面に当接するように設けられている。このようにジャケット１２と伝搬光強度センサ２７との間に光拡散部材２９を介設することにより、ジャケット１２から伝搬光を漏れ易くすると共に、それを伝搬光強度センサ２７に入り易くすることができる。なお、伝搬光強度センサ２７は、光拡散部材２９の外周面から離間し、空間を介して光拡散部材２９の外周面に近接するように設けられていてもよい。

光拡散部材２９は、その屈折率がジャケット１２の屈折率と同等又はそれ以上であり、入射したレーザ光を拡散させるものであることが好ましい。例えば、ジャケット１２の最外層がナイロン樹脂（屈折率１．５３）で形成されている場合、光拡散部材２９を形成する材料として、ナイロン樹脂（屈折率１．５３）、エポキシ樹脂（屈折率１．５７）、ポリカーボネート（屈折率１．５９）等を好適に用いることができ、また、ジャケット１２の最外層がポリテトラフルオロエチレン樹脂（屈折率１．３５）で形成されている場合、光拡散部材２９を形成する材料として、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（屈折率１．３５）、シリコーン樹脂（屈折率１．４３）、ポリメタクリル酸メチル樹脂（屈折率１．４９）、アクリル樹脂（屈折率１．５０）、エポキシ樹脂（屈折率１．５７）、ポリカーボネート（屈折率１．５９）等を好適に用いることができる。更に、これらの樹脂に散乱体となる無機材料（シリカ、アルミナなど）を分散させてもよい。その他に有機材料以外の光拡散部材２９としては、例えば、すり加工が施されたガラスやサファイア等が挙げられるが、入射したレーザ光を拡散させるものであれば特に限定されるものではない。

なお、光拡散部材２９は、上記の固体の成型品のみならず、ジャケット１２と伝搬光強度センサ２７との間に充填した光を拡散させる充填材でも同様の作用効果を得ることができる。また、ジャケット１２と光拡散部材２９との間、及び／又は、光拡散部材２９と伝搬光強度センサ２７との間に、同様の充填材を介設してもよい。更に、伝搬光強度センサ２７のセンサ本体周辺の空間に同様の充填材を充填してもよい。これらの充填材は、ジャケット１２から伝搬光強度センサ２７に光が漏れ易いように、その屈折率を適宜選択することが好ましい。

その他の構成及び作用効果は実施形態１と同一である。

（その他の実施形態）
上記実施形態１及び２では、ジャケット１２の炭化焼損が生じるまでの残存する寿命が寿命パラメータに設定された構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、ジャケット１２に伝搬光が伝搬して劣化することにより消耗した積算寿命が寿命パラメータに設定され、そして、ジャケット劣化認定条件として、求めた積算寿命が予め設定された所定の閾値よりも小さいのか（又は閾値以下なのか）を判断する構成であってもよい。

上記実施形態１及び２では、ジャケット劣化認定条件として、求めた残存する寿命Ｙが予め設定された所定の閾値βよりも小さいのか（又は閾値β以下なのか）を判断する構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、ジャケット劣化認定条件として、求めた残存する寿命Ｙが０よりも小さいのか（又は０以下なのか）を判断する構成であってもよく、また、ジャケット劣化認定条件として、求めた残存する寿命Ｙが伝搬光の伝搬時間よりも小さいのか（又は伝搬時間以下なのか）を判断する構成であってもよい。

上記実施形態１及び２では、損傷予防措置として光源の出力を停止する構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、その他、音や光等の所定のアラームを発する構成であってもよい。

本発明は、損傷予防システム、損傷予防方法、及び損傷予防制御用のコンピュータプログラムの技術分野について有用である。

Ｃ 光コネクタ構造
Ｓ 損傷予防システム
１０ 光ファイバ心線
１０ａ ファイバ露出部分
１０ｂ ジャケット被覆部分
１１ 光ファイバ
１１ａ コア
１１ｂ クラッド
１２ ジャケット
１３ モードストリッパ
２０ 光コネクタ
２１ コネクタ本体
２１ａ ファイバ収容空間
２１ｂ 心線嵌入部
２２ 封止部材
２３ ファイバ保持部材
２４ 石英ブロック
２５ ジャケット温度センサ（ジャケット温度検知手段）
２６ 周辺温度センサ（周辺温度検知手段）
２７ 伝搬光強度センサ（伝搬光強度検知手段）
２８ 損傷予防制御部
２８ａ データベース
２８ｂ 情報処理部（損傷予防手段）
２９ 光拡散部材

Claims (6)

1. 光ファイバ及びそれを被覆するジャケットを有する光ファイバ心線と、
   前記光ファイバ心線の端部に設けられた光コネクタと、
   前記光コネクタ内における前記光ファイバ心線のジャケット温度を検知するジャケット温度検知手段と、
   を含む光コネクタ構造の損傷予防システムであって、
   基準温度となる周辺温度を検知する周辺温度検知手段と、
   前記ジャケットを伝搬する伝搬光の強度を検知する伝搬光強度検知手段と、
   ジャケット温度と周辺温度との温度差に基づいて設定される伝搬光強度と光の伝搬により劣化する前記ジャケットの所定の寿命パラメータとの関係に関連づけられた情報が保存されたデータベースと、
   前記ジャケット温度検知手段で検知したジャケット温度と前記周辺温度検知手段で検知した周辺温度との温度差に基づいて、前記データベースからその温度差に対応する伝搬光強度と寿命パラメータとの関係に関連づけられた情報を読み取ると共に、その情報に基づいて前記伝搬光強度検知手段で検知した伝搬光強度での寿命パラメータを求め、その求めた寿命パラメータが所定のジャケット劣化認定条件を満たすときに所定の損傷予防措置を行う損傷予防手段と、
   を備えた損傷予防システム。
2. 請求項１に記載された損傷予防システムにおいて、
   前記損傷予防手段は、求めた寿命パラメータがジャケット劣化認定条件を満たさないとき、前記データベースの情報を、前記ジャケットの寿命が劣化分だけ減ぜられるように書き換える損傷予防システム。
3. 請求項１又は２に記載された損傷予防システムにおいて、
   前記周辺温度検知手段、前記伝搬光強度検知手段、前記データベース、及び前記損傷予防手段のうち少なくとも１つが前記光コネクタの外部に設けられている損傷予防システム。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載された損傷予防システムにおいて、
   前記伝搬光強度検知手段は、その検知面が前記光ファイバ心線の端部の前記ジャケットに外嵌めされた光拡散部材に接触するように設けられている損傷予防システム。
5. 光ファイバ及びそれを被覆するジャケットを有する光ファイバ心線と、
   前記光ファイバ心線の端部に設けられた光コネクタと、
   前記光コネクタ内における前記光ファイバ心線のジャケット温度を検知するジャケット温度検知手段と、
   を含む光コネクタ構造の損傷予防方法であって、
   基準温度となる周辺温度を検知する周辺温度検知手段、前記ジャケットを伝搬する伝搬光の強度を検知する伝搬光強度検知手段、及びジャケット温度と周辺温度との温度差に基づいて設定される伝搬光強度と光の伝搬により劣化する前記ジャケットの所定の寿命パラメータとの関係に関連づけられた情報が保存されたデータベースが設けられており、
   前記ジャケット温度検知手段で検知したジャケット温度と前記周辺温度検知手段で検知した周辺温度との温度差に基づいて、前記データベースからその温度差に対応する伝搬光強度と寿命パラメータとの関係に関連づけられた情報を読み取ると共に、その情報に基づいて前記伝搬光強度検知手段で検知した伝搬光強度での寿命パラメータを求め、その求めた寿命パラメータが所定のジャケット劣化認定条件を満たすときに所定の損傷予防措置を行う損傷予防方法。
6. 光ファイバ及びそれを被覆するジャケットを有する光ファイバ心線と、
   前記光ファイバ心線の端部に設けられた光コネクタと、
   前記光コネクタ内における前記光ファイバ心線のジャケット温度を検知するジャケット温度検知手段と、
   を含む光コネクタ構造の損傷予防に用いられるコンピュータプログラムであって、
   基準温度となる周辺温度を検知する周辺温度検知手段、前記ジャケットを伝搬する伝搬光の強度を検知する伝搬光強度検知手段、及びジャケット温度と周辺温度との温度差に基づいて設定される伝搬光強度と光の伝搬により劣化する前記ジャケットの所定の寿命パラメータとの関係に関連づけられた情報が保存されたデータベースと共に設けられた損傷予防制御用のコンピュータに、
   前記ジャケット温度検知手段からジャケット温度の情報を取得する手順と、
   前記周辺温度検知手段から周辺温度の情報を取得する手順と、
   前記伝搬光強度検知手段から伝搬光強度の情報を取得する手順と、
   前記ジャケット温度検知手段からのジャケット温度と前記周辺温度検知手段からの周辺温度との温度差に基づいて、前記データベースからその温度差に対応する伝搬光強度と寿命パラメータとの関係に関連づけられた情報を読み取る手順と、
   前記データベースからの情報に基づいて前記伝搬光強度検知手段で検知した伝搬光強度での寿命パラメータを求める手順と、
   前記求めた寿命パラメータが所定のジャケット劣化認定条件を満たすときに所定の損傷予防措置を行う手順と、
   を実行させるコンピュータプログラム。

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