JP2021132754A - 光ファイバプローブ及び光ファイバプローブの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱を抑制した光ファイバプローブおよび光ファイバプローブの製造方法を提供する。【解決手段】コアおよびクラッドを有する光ファイバ１０と、基端２０ａが前記光ファイバ１０の出射端１０ａに接続されたコアレスファイバ２０と、を備え、前記コアレスファイバ２０は、基材２１と前記基材２１内に分散された散乱部２２とを有し、前記基材２１の屈折率と前記散乱部２２の屈折率とが異なり、かつ、前記基材２１と前記散乱部２２とが、同一の元素で形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバプローブ及び光ファイバプローブの製造方法に関する。

例えば、前立腺肥大症治療法である前立腺レーザ蒸散術、早期肺がん等の治療法である光線力学治療、アレルギー性鼻炎治療法である下甲介粘膜レーザ治療、等では、医療用レーザ発振器に接続した光ファイバを利用して患部にレーザ光を照射することが行なわれている。
光ファイバから患部へのレーザ光照射は、照射範囲の増大、患部への確実なレーザ光照射等を目的に、光ファイバ先端からその光軸方向に沿った前方への照射よりも、光ファイバの先端部から側方への照射が有効とされている。そのため、光ファイバの先端に、内部に散乱媒体が収容された散乱チップアセンブリが接続された光線治療装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の光線治療装置では、散乱媒体内に散乱粒子が分散して配置され、光ファイバから散乱チップアセンブリに入射した光は、散乱粒子により散乱し、側方から出射される。

特表平１０−５０４９８９号公報

特許文献１の光線治療装置では、散乱媒体内の散乱粒子は、アルミナ、シリカ、チタン化合物等から形成されている。このため、散乱粒子は、光ファイバから散乱チップアセンブリに入射した光を吸収し、発熱してしまい、その結果、散乱チップアセンブリ全体が発熱し、周辺患部だけでなく正常組織の熱変質を引き起こすという問題が生じる。

本発明はこのような事情を考慮してなされ、発熱を抑制した光ファイバプローブおよび光ファイバプローブの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第一態様に係る光ファイバプローブは、コアおよびクラッドを有する光ファイバと、基端が前記光ファイバの出射端に接続されたコアレスファイバと、を備え、前記コアレスファイバは、基材と前記基材内に分散された散乱部とを有し、前記基材の屈折率と前記散乱部の屈折率とが異なり、かつ、前記基材と前記散乱部とが、同一の元素で形成されている。

上記態様によれば、基材の屈折率と散乱部の屈折率とが異なり、かつ基材と散乱部とが同一の元素で形成されている。従って、基材を伝搬する光は、基材と屈折率の異なる散乱部を透過する過程で屈折し、散乱されコアレスファイバの側面から出射される。この時、基材と散乱部は同一の元素であるため、光が散乱部を透過する際に光の吸収されるのを抑えることができる。これにより、光ファイバプローブの発熱を抑えることができる。

前記散乱部の密度が、前記コアレスファイバの前記基端側から前記コアレスファイバの先端側に向かって増加してもよい。

前記コアレスファイバの前記基端側では、前記コアレスファイバの径方向における外周部での前記散乱部の密度が中央部より高く、前記径方向における前記散乱部の密度の高い領域が、前記コアレスファイバの前記基端から前記コアレスファイバの先端に向かうに従って、前記外周部から前記中央部に向かって変位してもよい。

前記コアレスファイバの外周面に凹凸が形成されていてもよい。

前記コアレスファイバの外周面には光を透過する被覆層が設けられ、前記被覆層の外周面に凹凸が形成されていてもよい。

前記コアレスファイバの先端に反射膜が設けられていてもよい。

本発明の第二態様に係る光ファイバプローブの製造方法は、光ファイバの出射端に接続されたコアレスファイバの内部に、フェムト秒レーザを照射することにより、前記コアレスファイバを構成する基材の屈折率と異なる屈折率を有する散乱部を形成する。

上記態様によれば、光ファイバの出射端に接続されたコアレスファイバの内部に、フェムト秒レーザを照射することにより、コアレスファイバの内部に周囲（基材）と異なる屈折率を有する散乱部を形成する。このような製造方法によれば、フェムト秒レーザを用いることにより、散乱部の外径を所望の大きさで所望の位置に形成することができる。

本発明の上記態様によれば、発熱を抑制した光ファイバプローブおよび光ファイバプローブの製造方法を提供することができる。

第１実施形態に係る光ファイバプローブを示す断面図である。 第１実施形態に係る光ファイバプローブの製造方法を示す図である。 第１実施形態に係る光ファイバプローブの変形例１を示す断面図である。 第１実施形態に係る光ファイバプローブの変形例２を示す断面図である。 第２実施形態に係る光ファイバプローブを示す断面図である。 第３実施形態に係る光ファイバプローブを示す断面図である。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態に係る光ファイバプローブの構成を、図１及び図２を参照しながら説明する。
図１に示すように、光ファイバプローブ１Ａは、光ファイバ１０と、コアレスファイバ２０と、を備えている。コアレスファイバ２０は、光ファイバ１０の先端側に設けられており、コアレスファイバ２０の基端２０ａが、光ファイバ１０の出射端１０ａに接続されている。

（方向定義）
ここで本実施形態では、光ファイバプローブ１Ａの長手方向を単に長手方向といい、光ファイバプローブ１Ａの中心軸線を中心軸線Ｏという。また、中心軸線Ｏに直交する断面を横断面という。横断面視で、中心軸線Ｏに交差する方向を径方向という。

（光ファイバプローブ）
光ファイバ１０は、横断面視において中央部に設けられたコア１１と、コア１１の外周を覆うクラッド１２とを有している。クラッド１２の屈折率はコア１１の屈折率よりも低い。本実施形態では、光ファイバ１０の材質として、コア−クラッド構造の石英ガラスファイバを用いる。

光ファイバ１０及びコアレスファイバ２０は、横断面視において、それぞれ円形状に形成され、径方向の寸法は同一である。光ファイバ１０とコアレスファイバ２０とは、同軸に接続されている。光ファイバ１０の出射端１０ａとコアレスファイバ２０の基端２０ａとは、融着により接続されている。これにより、コアレスファイバ２０の基端２０ａが光ファイバ１０の出射端１０ａと連続するように、コアレスファイバ２０は、光ファイバ１０に一体化されている。
コアレスファイバ２０の外径は、光ファイバ１０のコア１１の外径と同じ、または、光ファイバ１０のコア１１の外径よりも大きくてもよい。ただし、コアレスファイバ２０を光ファイバ１０に接続する際の作業性の観点から、コアレスファイバ２０の外径は光ファイバ１０の外径の１．５倍以下であることが好ましい。
なお、コアレスファイバ２０の光ファイバ１０の出射端１０ａへの融着接続は、市販の融着接続機等を用いるなど公知の方法を利用することができる。

コアレスファイバ２０は、基材２１と基材２１内に分散された散乱部２２とを有している。基材２１の屈折率と散乱部２２の屈折率とは異なり、かつ、基材２１と散乱部２２とは同一の元素で形成されている。具体的には、基材２１の屈折率をｎ１とし、散乱部２２の屈折率をｎ２とすると、屈折率ｎ２は、屈折率ｎ１より大きい。このように、基材２１と散乱部２２との屈折率が異なるため、基材２１を伝搬し、散乱部２２に入射した光は屈折、散乱し、コアレスファイバ２０の側面２０ｃから出射される。
また、本実施形態では、長手方向及び径方向における散乱部２２の分散は、略均一である。
本実施形態では、コアレスファイバ２０の材質として、石英ガラスを用いる。また、コアレスファイバ２０の長さ（長手方向に沿う寸法）は、例えば、１０〜１００ｍｍ程度である。

散乱部２２は、直径１０ｎｍ以上１０μｍ以下の略球状であることが好ましい。散乱部２２が略球状でないか、直径が１０ｎｍ未満の場合、回折限界によりコアレスファイバ２０内部に散乱部２２を形成することが難しく、また、散乱部２２を形成する装置が高価になるため、製造コストが上がってしまう。また、散乱部２２の直径が１０μｍを超えると、散乱部２２内で光の反射が行われ、散乱部２２内に光閉じ込める効果が優位となり、光ファイバプローブの側方から出射される光の強度が低下してしまう。従って、散乱部２２の直径を上記範囲とすることにより、コストを抑えつつ、効率よく光を屈折させることが可能となる。
なお、散乱部２２の直径は、すべて同じであってもよく、上記範囲内でバラツキがあってもよい。

（反射膜）
第１実施形態に係る光ファイバプローブは反射膜をさらに有していてもよい。反射膜３０は、コアレスファイバ２０の先端２０ｂ全体に層状に形成された部材である。
光ファイバ１０は、コアレスファイバ２０が接続された出射端１０ａとは反対側の入射端から入射された光Ｌを出射端１０ａに向かって導光する。すなわち、光ファイバ１０は、入射端から導光された光Ｌを光ファイバ１０の出射端１０ａからコアレスファイバ２０内へ出射する。
コアレスファイバ２０は、光ファイバ１０から出射された光を基端２０ａから先端２０ｂに向かって伝搬する。
反射膜３０は、光を反射する材料から構成される。すなわち、反射膜３０は、光ファイバ１０によって導光され、光ファイバ１０の出射端１０ａから出射され、コアレスファイバ２０内を伝搬し先端２０ｂに到達した光を基端２０ａの方向に反射する。

反射膜３０は、光ファイバ１０及びコアレスファイバ２０を伝搬する光を反射可能なものであれば特に限定されない。
光ファイバ１０の入射端から入射させる光が、前立腺レーザ蒸散術、光線力学治療、下甲介粘膜レーザ治療等のために人体の患部へ照射するレーザ光である場合、反射膜３０は、その反射特性の安定維持等の点で金属膜や誘電体多層膜を採用することが好ましい。

反射膜３０は、例えば、コアレスファイバ２０の先端２０ｂに形成された無電解めっき層を好適に採用できる。また、反射膜３０は、コアレスファイバ２０の先端２０ｂに形成された金属蒸着膜等であってもよい。反射膜３０の材質は、例えばニッケル、錫、金、銀やこれらから選択される２以上を含む合金等を挙げることができる。

（被覆層）
コアレスファイバ２０の側面（外周面）２０ｃには、被覆層４０が設けられていてもよい。被覆層４０は、光透過性を有する樹脂被覆層である。被覆層４０は、コアレスファイバ２０の側面２０ｃ全面を覆っている。被覆層４０は、コアレスファイバ２０と同等かコアレスファイバ２０よりも高い屈折率を有する。被覆層４０は、コアレスファイバ２０内を伝搬する光を透過させて被覆層４０から出射することができる。
被覆層４０は、コアレスファイバ２０の側面２０ｃに塗布した硬化性の液状樹脂材料の硬化等によって形成できる。硬化性の液状樹脂材料は、例えば、熱硬化性樹脂、反応硬化型樹脂、紫外線硬化樹脂等を用いることができる。

光ファイバ１０の側面（外周面）１０ｂは、ファイバコート層４１が設けられていてもよい。ファイバコート層４１は、ポリイミドによって形成されていることが好ましい。ポリイミドは、耐熱性に優れているため、ファイバコート層４１をポリイミドによって作製することにより、光ファイバ１０に入射したレーザ光のエネルギによって光ファイバ１０が発熱しても、光ファイバ１０の側面１０ｂを覆った状態を安定に保つことができる。

（製造方法）
次に、光ファイバプローブ１Ａの製造方法の一例について図２を用いて説明する。

まず、使用目的に応じた長さのコアレスファイバ２０の先端２０ｂに、反射膜３０を作製する。そして、光ファイバ１０の出射端１０ａに、反射膜３０を有するコアレスファイバ２０の基端２０ａを融着接続する。
次に、フェムト秒レーザ５０を用いて、コアレスファイバ２０の側面２０ｃ側からコアレスファイバ２０に向かってレーザ光を照射する。このとき、フェムト秒レーザ５０とコアレスファイバ２０との間にレンズ５１を配置し、レンズ５１によりレーザ光を集光させてコアレスファイバ２０内にレーザ光を照射する。フェムト秒レーザ５０をコアレスファイバ２０に近づけたり、離したりする（フェムト秒レーザ５０を上下方向に移動させる）ことで、散乱部２２の径方向の位置を制御することができる。また、フェムト秒レーザ５０を長手方向に移動させることで、散乱部２２の長手方向における位置を制御することができる。このようにして、コアレスファイバ２０内部の所望の位置に散乱部２２を形成することができる。
本実施形態では、コアレスファイバ２０内の散乱部２２が、径方向及び長手方向に均一となるようにレーザ光を照射する。これにより、図１に示す光ファイバプローブ１Ａが製造される。

次に、光ファイバプローブ１Ａの作用について説明する。
図１に示すように、光ファイバ１０の入射端から導光された光（伝送光）Ｌは、光ファイバ１０の出射端１０ａからコアレスファイバ２０内に出射され、コアレスファイバ２０内に入射した光Ｌは、基材２１を伝搬し、コアレスファイバ２０の先端２０ｂ側に向かう。

コアレスファイバ２０を伝搬する光Ｌのうち、光Ｌ１は、基材２１を伝搬して、基材２１と屈折率の異なる散乱部２２に入射し、散乱部２２から基材２１に出射される過程で屈折し入射時とは異なる方向に伝搬していく。光Ｌ１は少なくとも１回以上散乱部２２で屈折することで散乱し、反射膜３０に到達せずに、コアレスファイバ２０の側面２０ｃからコアレスファイバ２０の外側へ出射される。
また、コアレスファイバ２０内に入射した光Ｌのうち、反射膜３０まで到達した光Ｌ２は、反射膜３０にて反射し、コアレスファイバ２０の基端２０ａ側に向かって伝搬する。反射膜３０にて反射した光Ｌ２は、光Ｌ１と同じく散乱部２２で屈折し、コアレスファイバ２０の側面２０ｃからコアレスファイバ２０の外側へ出射される。

本実施形態では、散乱部２２は、基材２１と同一の元素で形成されているため、光が散乱部２２で屈折する過程で、散乱部２２において光はほとんど吸収されない。
このほか、コアレスファイバ２０内に入射した光Ｌのうち、散乱部２２で屈折せずにそのままコアレスファイバ２０の側面２０ｃから外側へ出射される光Ｌ３も存在する。
コアレスファイバ２０の外側へ放出される光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、被覆層４０が形成されている場合、被覆層４０を透過して被覆層４０の外周面から外部へ出射される。
このようにして、光ファイバ１０の入射端から光を入射させることにより、コアレスファイバ２０の側面２０ｃから光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を出射させ、これらの光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３をコアレスファイバ２０の周囲の照射対象物に照射する。

以上説明したように、本実施形態の光ファイバプローブ１Ａは、光ファイバ１０と、基端２０ａが光ファイバ１０の出射端１０ａに接続されたコアレスファイバ２０と、を備えている。そして、コアレスファイバ２０は、基材２１と基材２１内に分散された散乱部２２とを有し、基材２１の屈折率ｎ１と散乱部２２の屈折率ｎ２とが異なり、かつ、基材２１と散乱部２２とが、同一の元素で形成されている。

このような光ファイバプローブ１Ａによれば、基材２１の屈折率ｎ１と散乱部２２の屈折率ｎ２とが異なり、かつ基材２１と散乱部２２とが同一の元素（本実施形態では、石英ガラス）で形成されているため、基材２１を伝搬する光Ｌは散乱部２２において屈折することで散乱し、光ファイバプローブ１Ａの側面から照射される。さらに散乱部２２において光の吸収を抑えることができるため、光ファイバプローブ１Ａの発熱を抑えることができる。

光ファイバプローブ１Ａの製造方法は、光ファイバ１０の出射端１０ａに接続されたコアレスファイバ２０の内部に、フェムト秒レーザ５０を照射することにより、コアレスファイバ２０の内部に周囲（基材２１）と異なる屈折率を有する散乱部２２を形成する。
このような製造方法によれば、フェムト秒レーザ５０を用いることにより、散乱部２２を所望の大きさ、例えば、１０ｎｍ以上１０μｍ以下の略球状にすることができる。また、コアレスファイバ２０の材質として、石英ガラスを用いることにより、フェムト秒レーザ５０によりコアレスファイバ２０内に散乱部２２を作りやすいという効果を得ることができる。

なお、光ファイバ１０の材質及びコアレスファイバ２０の材質は、石英ガラスに限定されず、適宜変更してもよい。
また、コアレスファイバ２０の先端２０ｂに反射膜３０を設けたが、コアレスファイバ２０内に入射した光Ｌの多くは、散乱部２２で屈折されて、コアレスファイバ２０の側面２０ｃからコアレスファイバ２０の外側へ出射されるため、反射膜３０は設けられていなくてもよい。

また、フェムト秒レーザ５０をコアレスファイバ２０に上下方向に移動させることで、径方向における散乱部２２の位置を制御したが、フェムト秒レーザ５０を上下方向に動かさずに、レンズ５１を変えることで、レーザ光を集光させる角度を変え、径方向における散乱部２２の位置を制御してもよい。
また、光ファイバ１０とコアレスファイバ２０とを融着接続した後、フェムト秒レーザ５０を用いて、コアレスファイバ２０内に散乱部２２を形成したが、フェムト秒レーザ５０を用いて、コアレスファイバ２０内に散乱部２２を形成した後、光ファイバ１０とコアレスファイバ２０とを融着接続してもよい。

［変形例１］
図３に示すように、変形例１の光ファイバプローブ２Ａでは、被覆層４０の外周面全体に、微小な凹凸を有する粗面部４０ａが形成されている。粗面部４０ａは、被覆層４０に対してレーザ加工、プラズマ加工、サンドブラスト加工等を施すことによって形成できる。
粗面部４０ａは、コアレスファイバ２０から被覆層４０に入射した光を散乱させて、被覆層４０から外側へ出射される光の強度を均等化する。

以上説明したように、本実施形態の光ファイバプローブ２Ａでは、コアレスファイバ２０の側面２０ｃには光を透過する被覆層４０が設けられ、被覆層４０の外周面に凹凸が形成されている。この構成では、コアレスファイバ２０の側面２０ｃから射出された光Ｌ１，Ｌ２,Ｌ３の強度のムラを抑えることができる。

［変形例２］
図４に示すように、変形例２の光ファイバプローブ３Ａでは、第１実施形態の被覆層４０を備えておらず、コアレスファイバ２０の側面２０ｃ全体に微小な凹凸を有する粗面部２０ｄが形成されている。粗面部２０ｄは、コアレスファイバ２０の側面２０ｃに対してレーザ加工、プラズマ加工、サンドブラスト加工、フッ素エッチング加工等を施すことによって形成できる。
粗面部２０ｄは、コアレスファイバ２０から外側に出射する光を散乱させて、コアレスファイバ２０から外側へ出射される光を均等化する。この場合も、変形例１と同様の作用効果が得られ、かつ、変形例１よりも構造を簡略化することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について説明するが、第１実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態の光ファイバプローブ４Ａでは、図５に示すように、コアレスファイバ６０内の散乱部２２の配置（分散の仕方）において、第１実施形態と異なる。

本実施形態では、コアレスファイバ６０内に存在する散乱部２２の密度が、コアレスファイバ６０の基端６０ａ側からコアレスファイバ６０の先端６０ｂ側に向かって増加する。散乱部２２の密度とはコアレスファイバ６０の長手方向の単位長さあたりに存在する散乱部２２の数を表す。基端６０ａ側から先端６０ｂ側に向かって密度が増加するとは、例えば、コアレスファイバ６０を長手方向に沿って２等分以上に分割した場合に、先端６０ｂ側の分割片に存在する散乱部２２の数が基端６０ａ側の分割片に存在する散乱部２２の数より多いことである。
なお、散乱部２２の数の大小は、分割片の一方の端部に光ファイバを光学的に接続し、他方の端部に対向するように光検知器を置き、光ファイバから分割片の一方の端部に光を入射させ、他方の端部から出射される光の強度、すなわち光検知器で検知される光の強度を測定することで判断することができる。散乱部２２の数が多ければ、光は散乱され側面から出射されてしまうので、検知される光の強度は低く、散乱部２２の数が少なければ光は散乱されず検知される光の強度は高くなる。
また、本実施形態において散乱部２２は径方向において略均一に分散していることが好ましい。

次に、光ファイバプローブ４Ａの作用について説明する。
図５に示すように、光ファイバ１０の入射端から導光された光（伝送光）Ｌは、コアレスファイバ６０の基端６０ａから先端６０ｂに向かう。
コアレスファイバ６０の基端６０ａ側において、光Ｌの強度が高いため、光Ｌは基端６０ａ側に位置する散乱部２２で屈折、散乱することが多くなり、コアレスファイバ６０の側面６０ｃの基端６０ａ側から光Ｌａとして出射されやすい。そのため、先端６０ｂ側では光の強度が低くなり、先端６０ｂ側に位置する散乱部２２で屈折、散乱することが基端６０ａ側に比べて少なくなり、コアレスファイバ６０の側面６０ｃの先端６０ｂ側から光Ｌｂとして出射されにくくなる。従って、光Ｌａの強度と、光Ｌｂの光強とを比較すると、光Ｌｂの強度は、光Ｌａの強度より低下する。
本実施形態では、コアレスファイバ６０は、コアレスファイバ６０の基端６０ａ側に比べて先端６０ｂ側に分散される散乱部２２の数が多くなるように構成されているため、先端６０ｂ側で屈折される光の数を増加させることで、コアレスファイバ６０の側面６０ｃの先端６０ｂ側から光Ｌｂとして出射される光を増やすことができる。これにより、コアレスファイバ６０の側面６０ｃから出射される光の強度を長手方向においてより均一にすることができる。

以上説明したように、本実施形態の光ファイバプローブ４Ａによれば、散乱部２２の数がコアレスファイバ６０の基端６０ａ側から先端６０ｂ側に向かって増加する。これにより、光ファイバ１０から出射され、コアレスファイバ６０内を伝搬する光が基端６０ａ側で屈折、散乱されにくく、先端６０ｂ側で屈折、散乱されやすくなるため、コアレスファイバ６０の側面６０ｃから出射される光の強度を長手方向により均一にすることができる。
特に、コアレスファイバ６０の長手方向の長さが長い場合に、光ファイバプローブ４Ａを用いることが有効である。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態について説明するが、第１実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態の光ファイバプローブ５Ａでは、図６に示すように、コアレスファイバ７０内の散乱部２２の配置（分散の仕方）において、第１実施形態と異なる。

本実施形態では、コアレスファイバ７０の基端７０ａ側では、コアレスファイバ７０の径方向における外周部Ａ１での散乱部２２の密度が中央部Ｂ１より高く、径方向における散乱部２２の密度の高い領域が、コアレスファイバ７０の基端７０ａからコアレスファイバ７０の先端７０ｂに向かうに従って、外周部Ａ１から中央部（中心軸Ｏ）Ｂ２に向かって変位する(矢印Ｄ)。
散乱部２２の密度とはコアレスファイバの単位長さあたりにおいて径方向に存在する散乱部２２の数を表す。
具体的には、コアレスファイバ７０の基端７０ａ側では、環状の外周部Ａ１の散乱部２２の密度が、中央部Ｂ１の散乱部２２の密度より高い。そして、コアレスファイバ７０の長手方向の中央Ｃでは、径方向における散乱部２２の密度は、略均一である。また、コアレスファイバ７０の先端７０ｂ側では、中央部Ｂ２の散乱部２２の密度が、環状の外周部Ａ２の散乱部２２の密度より高い。
なお、散乱部２２の数の大小は、コアレスファイバ７０の一方の端部に光ファイバを光学的に接続し、他方の端部に対向するように光検知器を置き、光ファイバから一方の端部に光を入射させる。この時、光が出射する光ファイバのコアのコア径はコアレスファイバ７０の径より小さい。例えばコアレスファイバ７０のコア径が１２５μｍとした場合、コア径を５〜１０μｍとする。そして光をコアレスファイバ７０の一方の端部に出射しながら、コアをコアレスファイバ７０の中央部Ｂ１から外周部Ａ１に移動させる。この時、他方の端部から出射される光の強度、すなわち光検知器で検知される光の強度を測定することで径方向のどの部分で散乱部２２の数を判断することができる。散乱部２２の数が多ければ、光は散乱され側面から出射されてしまうので、検知される光の強度は低く、散乱部２２の数が少なければ光は散乱されず検知される光の強度は高くなる。

次に、光ファイバプローブ５Ａの作用について説明する。
図６に示すように、光ファイバ１０の入射端から導光された光（伝送光）Ｌは、光ファイバ１０の出射端１０ａからコアレスファイバ７０の基端７０ａに入射し先端７０ｂに向かう。
基端７０ａに入射した光Ｌの強度は、中心軸Ｏに近い位置の光ＬＢ２（Ｌ）ほど強度が高くかつ中心軸Ｏとなす角が小さく、中心軸Ｏから離れた位置の光ＬＡ１（Ｌ）ほど強度が弱くかつ軸Ｏとなす角が大きくなる。したがって、コアレスファイバ７０の長手方向に均一な側面発光を実現するには、光ＬＢ２（Ｌ）をコアレスファイバ７０の先端７０ｂ近傍で屈折させ、光ＬＡ１（Ｌ）を基端７０ａ近傍で散乱させる必要がある。本発明によれば、中心軸Ｏ近傍の散乱体密度は、基端７０ａに近いほど低く先端７０ｂに近いほど高くなっているので、光ＬＢ２（Ｌ）をコアレスファイバ７０の先端７０ｂ近傍で散乱させることができる。また、コアレスファイバ側面近傍の散乱体密度は、基端７０ａに近いほど高く先端７０ｂに近いほど低くなっているので、光ＬＡ１（Ｌ）を基端７０ａ近傍で散乱させることができる。

以上説明したように、本実施形態の光ファイバプローブ５Ａによれば、コアレスファイバ７０の基端７０ａ側では、コアレスファイバ７０の径方向における外周部Ａ１での散乱部２２の密度が中央部Ｂ１より高く、径方向における散乱部２２の密度の高い領域が、コアレスファイバ７０の基端７０ａからコアレスファイバ７０の先端７０ｂに向かうに従って、外周部Ａ１から中央部（中心軸Ｏ）Ｂ２に向かって変位する。これにより、コアレスファイバ７０の側面７０ｃから出射される光の強度を長手方向により均一にすることができる。
特に、コアレスファイバ７０の長手方向の長さが長い場合や、外径が大きい場合に、光ファイバプローブ５Ａを用いることが有効である。

なお、第２，第３実施形態において、第１実施形態の変形例１に示すように、被覆層４０に粗面部４０ａが形成されていてもよい。また、変形例２に示すように、被覆層４０を設けず、コアレスファイバ６０の側面６０ｃ、コアレスファイバ７０の側面７０ｃに凹凸が形成されていてもよい。

Ａ１，Ａ２…外周部 Ｂ１，Ｂ２…中央部 １Ａ，２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａ…光ファイバプローブ ｎ１…基材の屈折率 ｎ２…散乱部の屈折率 １０…光ファイバ ２０，６０，７０…コアレスファイバ ２０ａ，６０ａ，７０a…基端 ２０ｂ，６０ｂ，７０ｂ…先端 ２０ｃ…側面（外周面） ２１…基材 ２２…散乱部 ３０…反射膜 ４０…被覆層

Claims (7)

1. コアおよびクラッドを有する光ファイバと、
   基端が前記光ファイバの出射端に接続されたコアレスファイバと、
   を備え、
   前記コアレスファイバは、基材と前記基材内に分散された散乱部とを有し、
   前記基材の屈折率と前記散乱部の屈折率とが異なり、かつ、前記基材と前記散乱部とが、同一の元素で形成されている、光ファイバプローブ。
2. 前記散乱部の密度が、前記コアレスファイバの前記基端側から前記コアレスファイバの先端側に向かって増加する、請求項１に記載の光ファイバプローブ。
3. 前記コアレスファイバの前記基端側では、前記コアレスファイバの径方向における外周部での前記散乱部の密度が中央部より高く、
   前記径方向における前記散乱部の密度の高い領域が、前記コアレスファイバの前記基端から前記コアレスファイバの先端に向かうに従って、前記外周部から前記中央部に向かって変位する
   請求項１に記載の光ファイバプローブ。
4. 前記コアレスファイバの外周面に凹凸が形成されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光ファイバプローブ。
5. 前記コアレスファイバの外周面には光を透過する被覆層が設けられ、
   前記被覆層の外周面に凹凸が形成されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光ファイバプローブ。
6. 前記コアレスファイバの先端に反射膜が設けられている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光ファイバプローブ。
7. 光ファイバの出射端に接続されたコアレスファイバの内部に、フェムト秒レーザを照射することにより、前記コアレスファイバを構成する基材の屈折率と異なる屈折率を有する散乱部を形成する、光ファイバプローブの製造方法。

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