JP4659137B1 - 側方出射装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

接着剤によるビーム品質のばらつきや劣化、信頼性の低下がなく、容易に製造でき、外径が小さく細い血管などにも使用可能な側方出射装置を開発する。
光ファイバの端面にロッドレンズの一端を融着し、そのロッドレンズの他端に、円柱形の外周の一部を切欠し軸線に平行な平面状の出射面を形成した基本形状をなし、その先端部を斜めに切欠した先端傾斜面を有するプリズムを融着すること、又は光ファイバの端面に円柱形の外周の一部を切欠し軸線に平行な平面状の出射面を形成した基本形状をなし、その先端部を斜めに切欠した先端傾斜面を有するプリズムレンズを融着することで前記課題を解決する。
【選択図】図1

Description

本発明は、光ファイバ内を伝播してきた光を,光ファイバの光軸に対して角度をなす側方に出射する側方出射装置で、特にOCT(Optical Coherence Tomography)の光プローブとして用いるのに好適なもの、及びその製造方法に関する。
OCTは、患者の血管、腸などの器官に光プローブを挿入し、その先端から側方に低コヒーレンス光を出射し、被検体内部の各所で反射されて戻ってくる光を使って被検体内部の精密な断層画像を得る光コヒーレンス断層画像化法であり、その基本技術は特公平6−35946号公報(特許文献1)に開示され、光プローブの具体的構成は特開平11−56786号公報(特許文献2)、特開2008−200283号公報(特許文献3)などに開示されている。
図18は、特許文献2、3に示されている従来の側方出射装置(光プローブ)の断面説明図である。
筒状のシャフト10の先端に先端保持部11が装着され、先端保持部11の基端側には、シャフト10に挿通した光ファイバ2の先端が嵌着され、先端側にはプリズム4を接着したロッドレンズ3が嵌着されている。そして、被検体が傷つくのを防止し、かつプリズム4やロッドレンズ3が脱落して被検体内に残留するのを防止するため、全体を透明なシース12で覆っている。
特公平6−35946号公報 特開平11−56786号公報 特開2008−200283号公報
前記従来の側方出射装置は、ロッドレンズとプリズムが接着剤で接着されているため光路に接着剤層が存在し、ビーム品質にばらつきが生じるという問題、又何らかの原因でロッドレンズとプリズムの接着が剥離すると間に隙間が生じてビーム品質が劣化し、最悪の場合にはプリズムからレンズが脱落するという問題がある。
また、ロッドレンズ3及びプリズム4は非常に小さいものであるので、これらを接着する作業は煩雑で非能率的である。また、シャフト10先端の先端保持部11に光ファイバとロッドレンズを精密に嵌着しなければならないので、組み立て作業に熟練と時間を要し、製造効率が悪いという問題がある。
さらに、シャフト10やシース12が不可欠なので外径が大きくならざるを得ず、非常に細い血管などに挿入できないという問題がある。
本発明は、このような従来の側方出射装置の問題点を解決し、接着剤によるビーム品質のばらつきや劣化、信頼性の低下がなく、容易に製造でき、外径が小さく細い血管などにも使用可能な側方出射装置を開発することを課題とするものである。
〔請求項1〕
本発明は、光ファイバと、該光ファイバの端面に一端を融着したロッドレンズと、該ロッドレンズの他端に融着したプリズムを有し、該プリズムが円柱形の外周の一部を切欠し軸線に平行な平面状の出射面を形成した基本形状をなし、その先端部を斜めに切欠した先端傾斜面を有し、光ファイバからプリズム内に入射した光が該先端傾斜面で反射し前記出射面から出射されることを特徴とする側方出射装置である。
光ファイバとロッドレンズ、ロッドレンズとプリズムとが融着により接合されているので、光路に接着剤層がなく、ビーム品質のばらつき、剥離によるビーム品質の劣化、プリズムの脱落がない。また、従来周知のファイバ融着装置を用いて容易に製造できる。
シャフトやシースを必要としないので、外径をきわめて小さくでき、非常に細い血管などにも使用できる。
光ファイバは、多くの場合単一モードファイバであるが、偏波保持ファイバ、マルチモードファイバ、さらにはイメージ伝送用バンドルファイバであっても差し支えない。
ロッドレンズは、融着するために石英系ガラスである必要があり、コアが屈折率分布を有するいわゆるGI型ファイバや、断面全体が屈折率分布を有するいわゆるGRINレンズを使用できる。
ロッドレンズとしては、特開2005−115097号公報に示されるような、異なる開口数を有する2種の(又は3種以上の)GRINレンズを融着接合したものを用いることもできる。
プリズムは、融着するために石英系ガラスである必要がある。プリズムは、円柱の外周の一部を切欠し軸線に平行な平面状の出射面を形成した基本形状(いわゆる蒲鉾形)を有するので、これと相似の断面形状の研磨済母材(円柱形母材の外周の一部を平面状に研磨したもの)を延伸(ファイバ化)することで容易に製造でき、また、細長いファイバの状態でロッドレンズに容易に融着することができる。
プリズムの先端傾斜面の出射面に対する傾斜角度(図3のθ)は通常45°で、その場合光は軸線に対して90°の角度で側方に出射する。先端傾斜面の傾斜角度(θ)を変更することで、光の出射角度を変更することができる。先端傾斜面には、必要に応じてミラーコート(Auコートなど)、ハーフミラーコート(誘電多層膜コートなど)などのコーティングを施すことができる。
〔請求項2〕
また本発明は、前記プリズムの最先端部が面取り加工されている請求項1に記載の側方出射装置である。
プリズム最先端部を面取り加工することで、側方出射装置をシースで覆わずに直接被検体内部に挿入したときに、被検体が傷つきにくくなる。
面取り加工は、例えば、プリズム最先端部を放電加工やレーザー加工などで曲面状に滑らかにする方法がある。
〔請求項3〕
また本発明は、前記ロッドレンズの外径及び前記プリズムの最大径が光ファイバ径の2倍以下である請求項1又は2に記載の側方出射装置である。
光ファイバとロッドレンズの外径が近似していると、融着の際の表面張力による自己配列効果によりロッドレンズと光ファイバの軸が自動的に一致するので、光ファイバとロッドレンズの結合損失がきわめて少なくなる。光ファイバの外径が125μmの場合、ロッドレンズの外径は124μm〜250μmが適当である。プリズムの最大径も、同様に124μm〜250μmが適当である。光ファイバの外径が80μmの場合、ロッドレンズの外径及びプリズムの最大径は79〜160μmが適当である。
このことは、細い血管などに挿入するという本装置の目的にも合致している。
〔請求項4〕
また本発明は、円柱形の石英ガラス母材の外周の一部を切欠し、軸線に平行な平面の研磨面を有する研磨済母材を形成するステップと、該研磨済母材を延伸してプリズム用ファイバを形成するステップと、該プリズム用ファイバをロッドレンズ又はロッドレンズとして切断する前のレンズファイバに融着するステップと、該プリズム用ファイバを切断して先端傾斜面を形成するステップを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載した側方出射装置の製造方法である。
本発明のプリズムを製造するには、先ず円柱形の石英ガラス母材を製造する。この母材は、周知の方法により製造できる。次に、この母材の外周の一部を研磨し、軸線に平行な平面の研磨面を有する研磨済母材を形成する。この研磨も、通常の研磨装置を用いて容易に行うことができる。次に、この研磨済母材を延伸してプリズム用ファイバを形成する。研磨済母材の延伸は、光ファイバやGRINレンズを延伸する装置を用いて行うことができる。
本発明の製造方法は、プリズム用ファイバをロッドレンズ又はロッドレンズとして切断する前のレンズファイバに融着するステップと、融着したプリズム用ファイバを切断して先端傾斜面を形成し、プリズムにするステップを有する。
細長いプリズム用ファイバを、ロッドレンズ又はロッドレンズとして切断する前の細長いレンズファイバに融着するので、周知のファイバ融着装置を用いて融着作業を容易に行うことができる。この融着の後に、プリズム用ファイバを所望の長さに切断し、さらに必要に応じて研磨を行って先端傾斜面を形成することで、プリズム用ファイバをプリズムにすることができる。
〔請求項5〕
また本発明は、光ファイバと、該光ファイバの端面に融着したプリズムレンズを有し、該プリズムレンズが円柱形の外周の一部を切欠し軸線に平行な平面状の出射面を形成した基本形状をなし、その先端部を斜めに切欠した先端傾斜面を有し、光ファイバからプリズムレンズ内に入射した光が該先端傾斜面で反射し前記出射面から出射されることを特徴とする側方出射装置である。
本発明は、光ファイバとプリズムレンズが融着により接合されているので、光路に接着剤層がなく、ビーム品質のばらつき、剥離によるビーム品質の劣化、プリズムレンズの脱落がない。また、従来周知のファイバ融着装置を用いて容易に製造できる。
シャフトやシースを必要としないので、外径をきわめて小さくでき、非常に細い血管などにも使用できる。
さらに、ロッドレンズとプリズムが、プリズムレンズとして融合しているので、部品点数及び製造工程を少なくし、省力化とコストダウンを実現できる。
光ファイバは、多くの場合単一モードファイバであるが、偏波保持ファイバ、マルチモードファイバ、さらにはイメージ伝送用バンドルファイバであっても差し支えない。
プリズムレンズは、融着するために石英系ガラスである必要があり、コアが屈折率分布を有するいわゆるGI型ファイバや、断面全体が屈折率分布を有するいわゆるGRINレンズを使用できる。
プリズムレンズとしては、前記の、異なる開口数を有する2種の(又は3種以上の)GRINレンズを融着接合したものを用いることもできる。
プリズムレンズは、円柱の外周の一部を切欠し軸線に平行な平面状の出射面を形成した基本形状を有するので、これと相似の断面形状の研磨済レンズ母材(円柱形レンズ母材の外周の一部を平面に研磨したもの)を延伸(ファイバ化)することで容易に製造でき、また、細長いファイバの状態で光ファイバに容易に融着することができる。
プリズムレンズの先端傾斜面の出射面に対する傾斜角度(θ)は通常45°であるが、傾斜角度(θ)を変更することで、光の出射角度を変更することができる。先端傾斜面には、必要に応じてミラーコート(Auコートなど)、ハーフミラーコート(誘電多層膜コートなど)などのコーティングを施すことができる。
〔請求項6〕
また本発明は、前記プリズムレンズの最先端部が面取り加工されている請求項5に記載の側方出射装置である。
プリズムレンズ最先端部を面取り加工することで、側方出射装置をシースで覆わずに直接被検体内部に挿入したときに、被検体が傷つきにくくなる。
面取り加工は、例えば、プリズムレンズ最先端部を放電加工やレーザー加工などで曲面状に滑らかにする方法がある。
〔請求項7〕
また本発明は、前記プリズムレンズの最大径が光ファイバ径の2倍以下である請求項5又は6に記載の側方出射装置である。
光ファイバとプリズムレンズの外径が近似していると、融着の際の表面張力による自己配列効果によりプリズムレンズと光ファイバの軸が自動的に一致するので、光ファイバとプリズムレンズの結合損失がきわめて少なくなる。光ファイバの外径が125μmの場合、プリズムレンズの外径は124μm〜250μmが適当である。光ファイバの外径が80μmの場合、プリズムレンズの外径は79〜160μmが適当である。またこのことは、細い血管などに挿入するという本装置の目的にも合致している。
〔請求項8〕
また本発明は、円柱形のレンズ母材の外周の一部を切欠し、軸線に平行な平面の研磨面を有する研磨済レンズ母材を形成するステップと、該研磨済レンズ母材を延伸してプリズムレンズ用ファイバを形成するステップと、該プリズムレンズ用ファイバを光ファイバに融着するステップと、該プリズムレンズ用ファイバを切断して先端傾斜面を形成するステップを有することを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載した側方出射装置の製造方法である。
本発明のプリズムレンズを製造するには、先ず、石英系ガラスでなる円柱形のレンズ母材を製造する。このレンズ母材は周知の方法(例えば特開2005−115097号公報)により製造できる。次に、このレンズ母材の外周の一部を研磨し、軸線に平行な平面の研磨面を有する研磨済母材を形成する。この研磨も、通常の研磨装置を用いて容易に行うことができる。次に、この研磨済レンズ母材を延伸してプリズムレンズ用ファイバを形成する。研磨済レンズ母材の延伸は、光ファイバやGRINレンズを延伸する装置を用いて行うことができる。
本発明の製造方法は、プリズムレンズ用ファイバを光ファイバに融着するステップと、融着したプリズムレンズ用ファイバを切断して先端傾斜面を形成し、プリズムレンズにするステップを有する。
細長いプリズムレンズ用ファイバを光ファイバに融着するので、周知のファイバ融着装置を用いて融着作業を容易に行うことができる。この融着の後に、プリズムレンズ用ファイバを所望の長さに切断し、さらに必要に応じて研磨を行って先端傾斜面を形成することで、プリズムレンズ用ファイバをプリズムレンズにすることができる。
本発明の側方出射装置は、接着剤を使用しないので、接着剤層に起因するビーム品質のばらつきがなくなる。
光ファイバとロッドレンズ、ロッドレンズとプリズムが融着により一体的に接合されるので、接合部の接着が剥離してビーム品質が劣化するおそれがなく、プリズムやロッドレンズが脱落して被検体内に残留するおそれもなくなり、シースで覆う必要がない。
従来のようなシャフトやシースを必要としないので、側方出射装置の外径がきわめて細くなり、非常に細い血管などに挿入して使用することが可能となる。
ロッドレンズとプリズムを、プリズムレンズとして融合することで、部品点数及び製造工程を少なくし、省力化とコストダウンを実現できる。
プリズム又はプリズムレンズは、円柱形の外周の一部を切欠し軸線に平行な平面状の出射面を形成した基本形状を有するので、相似な断面形状を有する母材を延伸した細長いファイバを容易に製造でき、ファイバの状態で融着できるので、融着作業も容易である。
実施例の側方出射装置1の側面図である。 側方出射装置1の正面図である。 プリズム4の側面拡大図である。 図3におけるA−A線断面図である。 母材の斜視図である。 研磨済母材の斜視図である。 実施例の側方出射装置製造方法の説明図である。 実施例の側方出射装置製造方法の説明図である。 実施例の側方出射装置製造方法の説明図である。 実施例の側方出射装置製造方法の説明図である。 実施例の側方出射装置製造方法の説明図である。 実施例の側方出射装置製造方法の説明図である。 実施例の側方出射装置1’の側面図である。 側方出射装置1‘の正面図である。 レンズ母材8の斜視図である。 研磨済レンズ母材9の斜視図である。 実施例の側方出射装置製造方法の説明図である。 従来の側方出射装置の断面説明図である。
図1〜4は実施例の側方出射装置1に関し、図1は側面図、図2は正面図、図3はプリズム4の側面拡大図、図4は図3におけるA−A線断面図である。
側方出射装置1は、光ファイバ2、ロッドレンズ3、プリズム4からなる。
光ファイバ2は、外径125μmの単一モード光ファイバで、先端部の被覆2aを取り除き、その先端面にロッドレンズ3を融着している。
ロッドレンズ3は石英系のガラスでなる外径125μmのGRINレンズであり、融着の際の自己配列効果により、光ファイバ2とロッドレンズ3の軸心は自動的に一致している。
プリズム4は、石英ガラスで、直径d=125μmの円柱の外周の一部をg=11μm切欠し、h=114μm残し、軸線に平行な平面状の出射面4c(出射面の幅74μm)を形成した基本形状を有する。(図4)
プリズム4は、図5に示す直径D=5.7mmの円柱形石英ガラスの母材6の外周の一部を約0.7mm研磨し、図6に示すように残りの部分H≒5mmで研磨面7aの幅が約3mmの研磨済母材7を作成し、これを約1900℃の温度で延伸したプリズム用ファイバ4’を切断し、斜め研磨して先端傾斜面4aを形成し、その後放電加工により最先端部4bに面取りを施し、さらに先端傾斜面4aにAuコートを行ったものである。
研磨済母材7の研磨面7aは、母材6の軸心と平行な平面になっている。
光ファイバを延伸する場合の温度は、通常2000℃であるが、プリズム用ファイバを延伸する際は、これよりも低い1900℃程度で行うことが望ましい。延伸温度が高いと、延伸したプリズム用ファイバの出射面4cが丸みを帯び、出射光が出射面の曲率の影響を受けて楕円形状になり、照射領域が広がり十分な空間分解能が得られないおそれがある。延伸温度を1900℃程度にすると、出射面4cの曲率はきわめてわずかになり、実質的に平面となって実用上問題ない。
光ファイバ2から出た光はロッドレンズ3内に拡散しながら入射し、ロッドレンズ3内を収束しながら進み、プリズム4に入射し、先端傾斜面4aで反射し、出射面4cから出射される。
側方出射装置1は、図7〜図12に示す製造方法により容易に製造することができる。
図7において、(a)は光ファイバ2の一端にレンズファイバ3’を融着した状態、(b)はそのレンズファイバ3’を所定長さに切断して(切断後、必要に応じて切断面を研磨してもよい)ロッドレンズ3にした状態、(c)はロッドレンズ3の端面にプリズム用ファイバ4’を融着した状態、(d)はプリズム用ファイバ4’を切断、研磨し、先端傾斜面を形成し、その後最先端部4bの面取り加工、先端傾斜面4aのAuコートを行ってプリズム4にした状態を示している。
なお、レンズファイバ3’は、GRINレンズ母材を延伸してファイバ状にしたものである。
図8において、(a)は光ファイバ2の一端に予め作成したロッドレンズ3を融着した状態、(b)はロッドレンズ3の端面にプリズム用ファイバ4’を融着した状態、(c)はプリズム用ファイバ4’を切断、研磨し、先端傾斜面を形成し、その後最先端部4bの面取り加工、先端傾斜面4aのAuコートを行ってプリズム4にした状態を示している。
図9において、(a)はレンズファイバ3’の一端にプリズム用ファイバ4’を融着した状態、(b)はレンズファイバ3’を所定長さに切断して(切断後、必要に応じて切断面を研磨してもよい)ロッドレンズ3にした状態、(c)は光ファイバ2の一端にそのロッドレズ3の端面を融着した状態、(d)はプリズム用ファイバ4’を切断、研磨し、先端傾斜面を形成し、その後最先端部4bの面取り加工、先端傾斜面4aのAuコートを行ってプリズム4にした状態を示している。
図10において、(a)は予め作成したロッドレンズ3の一端にプリズム用ファイバ4’を融着した状態、(b)は光ファイバ2の一端にそのロッドレズ3の端面を融着した状態、(c)はプリズム用ファイバ4’を切断、研磨し、先端傾斜面を形成し、その後最先端部4bの面取り加工、先端傾斜面4aのAuコートを行ってプリズム4にした状態を示している。
図11において、(a)はレンズファイバ3’の一端にプリズム用ファイバ4’を融着した状態、(b)はレンズファイバ3’を所定長さに切断して(切断後、必要に応じて切断面を研磨してもよい)ロッドレンズ3にすると共に、プリズム用ファイバを切断、研磨し、先端傾斜面を形成し、その後最先端部4bの面取り加工、先端傾斜面4aのAuコートを行ってプリズム4にし、プリズム付きロッドレンズを製作した状態、(c)は光ファイバ2の一端にそのプリズム付きロッドレンズを融着した状態を示している。
図12において、(a)は予め作成したロッドレンズ3の一端にプリズム用ファイバ4’を融着した状態、(b)はプリズム用ファイバを切断、研磨し、先端傾斜面を形成し、その後最先端部4bの面取り加工、先端傾斜面4aのAuコートを行ってプリズム4にし、プリズム付きロッドレンズを製作した状態、(c)は光ファイバ2の一端にそのプリズム付きロッドレンズを融着した状態を示している。
図13に示す側方出射装置1’は、光ファイバ2の端面にプリズムレンズ5を融着したものである。光ファイバ2は、外径125μmの単一モード光ファイバで、先端部の被覆2aを取り除いてある。
プリズムレンズ5は、開口数0.17のGRINレンズで、直径d=125μmの円柱の外周の一部をg=11μm切欠し、h=114μm残し、軸線に平行な平面状の出射面5c(出射面の幅74μm)を形成した基本形状を有する。(図14)その先端部は、斜めに切欠した先端傾斜面5aとなっている。
プリズムレンズ5の全長は300μmである。
プリズムレンズ5は、図15に示す直径D=5.0mmの円柱形GRINレンズ母材8の外周の一部を約0.5mm研磨し、図16に示すように残りの部分H≒4.5mmで研磨面9aの幅が約3mmの研磨済レンズ母材9を作成し、これを約1800℃の温度で延伸したプリズムレンズ用ファイバ5’を切断し、斜め研磨して先端傾斜面5aを形成し、その後放電加工により最先端部5bに面取りを施し、さらに先端傾斜面5aにAuコートを行ったものである。
研磨済レンズ母材9の研磨面9aは、レンズ母材8の軸心と平行な平面になっている。
開口数0.17のGRINレンズファイバを延伸する場合の温度は、通常1900℃であるが、プリズムレンズ用ファイバを延伸する際は、これよりも低い1800℃程度で行うことが望ましい。延伸温度が高いと、延伸したプリズムレンズ用ファイバの出射面5cが丸みを帯び、出射光が出射面の曲率の影響を受けて楕円形状になり、照射領域が広がり十分な空間分解能が得られないおそれがある。延伸温度を1800℃程度にすると、出射面5cの曲率はきわめてわずかになり、実質的に平面となって実用上問題ない。
光ファイバ2から出た光はプリズムレンズ5内に拡散しながら入射し、プリズムレンズ5内を収束しながら進み、先端傾斜面5aで反射し、出射面5cから出射される。
側方出射装置1’は、図17に示す製造方法により容易に製造することができる。
図17において、(a)は光ファイバ2の先端にプリズムレンズ用ファイバ5’を融着した状態である。(b)はプリズムレンズ用ファイバ5’を切断、研磨し、先端傾斜面を形成し、その後最先端部5bの面取り加工、先端傾斜面5aのAuコートを行ってプリズムレンズ5にした状態を示している。
この側方出射装置1’は、光ファイバと同径で非常に細いものであるので、非常に細い血管などに用いるのに好適である。
本発明において、プリズム又はプリズムレンズに先端傾斜面を形成する方法に関しては、切断・研磨による方法以外に、プリズム用ファイバ又はプリズムレンズ用ファイバをレーザーで切断し傾斜面を形成する方法も可能である。
本発明の側方出射装置は、OCTの光プローブとして用いられる他、レーザーダイオードと単一モードファイバの結合など光通信用光ファイバモジュール、距離・変位センサー用光プローブ、内視鏡用光プローブなどとして用いることができる。
符合の説明
1 側方出射装置
2 光ファイバ
2a 被覆
3 ロッドレンズ
3’ レンズファイバ
4 プリズム
4a 先端傾斜面
4b 最先端部
4c 出射面
4’ プリズム用ファイバ
5 プリズムレンズ
5a 先端傾斜面
5b 最先端部
5c 出射面
5’ プリズムレンズ用ファイバ
6 母材
7 研磨済母材
7a 研磨面
8 レンズ母材
9 研磨済レンズ母材
9a 研磨面
10 シャフト
11 先端保持部
12 シース
B 出射光

Claims (8)

  1. 光ファイバと、該光ファイバの端面に一端を融着したロッドレンズと、該ロッドレンズの他端に融着したプリズムを有し、該プリズムが円柱形の外周の一部を切欠し軸線に平行な平面状の出射面を形成した基本形状をなし、その先端部を斜めに切欠した先端傾斜面を有し、光ファイバからプリズム内に入射した光が該先端傾斜面で反射し前記出射面から出射されることを特徴とする側方出射装置。
  2. 前記プリズムの最先端部が面取り加工されている請求項1に記載の側方出射装置。
  3. 前記ロッドレンズの外径及び前記プリズムの最大径が光ファイバ径の2倍以下である請求項1又は2に記載の側方出射装置
  4. 円柱形の石英ガラス母材の外周の一部を切欠し、軸線に平行な平面の研磨面を有する研磨済母材を形成するステップと、該研磨済母材を延伸してプリズム用ファイバを形成するステップと、該プリズム用ファイバをロッドレンズ又はロッドレンズとして切断する前のレンズファイバに融着するステップと、該プリズム用ファイバを切断して先端傾斜面を形成し、プリズムにするステップを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載した側方出射装置の製造方法。
  5. 光ファイバと、該光ファイバの端面に融着したプリズムレンズを有し、該プリズムレンズが円柱形の外周の一部を切欠し軸線に平行な平面状の出射面を形成した基本形状をなし、その先端部を斜めに切欠した先端傾斜面を有し、光ファイバからプリズムレンズ内に入射した光が該先端傾斜面で反射し前記出射面から出射されることを特徴とする側方出射装置。
  6. 前記プリズムレンズの最先端部が面取り加工されている請求項5に記載の側方出射装置。
  7. 前記プリズムレンズの最大径が光ファイバ径の2倍以下である請求項5又は6に記載の側方出射装置
  8. 円柱形のレンズ母材の外周の一部を切欠し、軸線に平行な平面の研磨面を有する研磨済レンズ母材を形成するステップと、該研磨済レンズ母材を延伸してプリズムレンズ用ファイバを形成するステップと、該プリズムレンズ用ファイバを光ファイバに融着するステップと、該プリズムレンズ用ファイバを切断して先端傾斜面を形成するステップを有することを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載した側方出射装置の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014155584A1 (ja) 2013-03-27 2014-10-02 東洋製罐グループホールディングス株式会社 側方出射装置
WO2019003979A1 (ja) 2017-06-26 2019-01-03 東洋製罐グループホールディングス株式会社 レンズ付き光ファイバの製造方法、及び切断装置

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6024151B2 (ja) * 2012-03-29 2016-11-09 住友電気工業株式会社 光プローブ
US20140153864A1 (en) * 2012-12-04 2014-06-05 Ninepoint Medical, Inc. Low cost extended depth of field optical probes
WO2014130895A1 (en) 2013-02-21 2014-08-28 Nlight Photonics Corporation Laser patterning multi-layer structures
JP2016512616A (ja) * 2013-03-11 2016-04-28 ライトラボ・イメージング・インコーポレーテッド 光ファイバビーム方向付けシステム及び装置
JP2015097569A (ja) * 2013-11-18 2015-05-28 住友電気工業株式会社 光干渉断層撮像用光プローブ及びその製造方法
WO2015117241A1 (en) 2014-02-05 2015-08-13 British Columbia Cancer Agency Branch Systems for optical imaging of biological tissues
US10069271B2 (en) 2014-06-02 2018-09-04 Nlight, Inc. Scalable high power fiber laser
JP6387281B2 (ja) * 2014-10-09 2018-09-05 浜松ホトニクス株式会社 Oct装置用光検出モジュール及びoct装置
US9837783B2 (en) 2015-01-26 2017-12-05 Nlight, Inc. High-power, single-mode fiber sources
JP6435349B2 (ja) * 2015-02-06 2018-12-05 オリンパス株式会社 光ファイバスキャナ及び走査型内視鏡装置
US10050404B2 (en) 2015-03-26 2018-08-14 Nlight, Inc. Fiber source with cascaded gain stages and/or multimode delivery fiber with low splice loss
WO2017008022A1 (en) 2015-07-08 2017-01-12 Nlight, Inc. Fiber with depressed central index for increased beam parameter product
WO2017086298A1 (ja) * 2015-11-16 2017-05-26 オリンパス株式会社 側視光学アダプタ
CN108367389B (zh) 2015-11-23 2020-07-28 恩耐公司 激光加工方法和装置
US11179807B2 (en) 2015-11-23 2021-11-23 Nlight, Inc. Fine-scale temporal control for laser material processing
US10682726B2 (en) * 2016-09-29 2020-06-16 Nlight, Inc. Beam modification structures and methods of modifying optical beam characteristics using the beam modification structures
CN109791252B (zh) * 2016-09-29 2021-06-29 恩耐公司 可调整的光束特性
US10730785B2 (en) 2016-09-29 2020-08-04 Nlight, Inc. Optical fiber bending mechanisms
US10751834B2 (en) * 2016-09-29 2020-08-25 Nlight, Inc. Optical beam delivery device formed of optical fibers configured for beam divergence or mode coupling control
US10631733B2 (en) 2017-03-13 2020-04-28 Go!Foton Holdings, Inc. Lens combination for an optical probe and assembly thereof
JP7342346B2 (ja) * 2018-06-07 2023-09-12 Agc株式会社 光学素子および光学装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0277001A (ja) * 1988-09-12 1990-03-16 Iiyama Koshina:Kk ビデオカメラ用プリズム
JPH03279908A (ja) * 1990-03-28 1991-12-11 Asahi Optical Co Ltd 側方視型内視鏡の先端部
JP2000509853A (ja) * 1997-03-04 2000-08-02 アンドロミス エス.アー. 複数の光学的コンポーネントまたは一個の光学的コンポーネントと基板のアセンブリー法および装置
JP2004317437A (ja) * 2003-04-18 2004-11-11 Olympus Corp 光イメージング装置
JP2005241822A (ja) * 2004-02-25 2005-09-08 Fujikura Ltd 融着光部品、融着光部品製造方法及び融着光部品製造装置
WO2007099947A1 (ja) * 2006-02-28 2007-09-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 光ヘッド装置、光情報装置、光ディスクプレーヤ、カーナビゲーションシステム、光ディスクレコーダ及び光ディスクサーバ
JP2007275193A (ja) * 2006-04-04 2007-10-25 Fujifilm Corp 光プローブおよび光断層画像化装置
WO2008081653A1 (ja) * 2006-12-28 2008-07-10 Terumo Kabushiki Kaisha 光プローブ

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0635946B2 (ja) 1990-11-06 1994-05-11 直弘 丹野 光波反射像測定装置
US5320620A (en) * 1991-07-01 1994-06-14 Laser Centers Of America Laser surgical device with blunt flat-sided energy-delivery element
JPH0635946A (ja) 1992-07-15 1994-02-10 Omron Corp 自動取引機
US5428699A (en) * 1993-07-02 1995-06-27 Laserscope Probe having optical fiber for laterally directing laser beam
IL112087A (en) * 1994-12-20 1999-08-17 Laser Ind Ltd Side-emitting optical fibers for lasers
JP4021975B2 (ja) 1997-08-28 2007-12-12 オリンパス株式会社 光走査プローブ装置
US6445939B1 (en) 1999-08-09 2002-09-03 Lightlab Imaging, Llc Ultra-small optical probes, imaging optics, and methods for using same
JP4037346B2 (ja) 2003-10-08 2008-01-23 東洋ガラス株式会社 光ファイバ結合部品
US7909817B2 (en) * 2005-06-08 2011-03-22 Innovaquartz, Inc. (AMS Research Corporation) Lateral laser fiber for high average power and peak pulse energy
JPWO2008001594A1 (ja) * 2006-06-30 2009-11-26 コニカミノルタオプト株式会社 光ヘッド、光磁気ヘッド及び光記録装置
JP2008200283A (ja) 2007-02-20 2008-09-04 Fujifilm Corp 光プローブおよび光断層画像取得装置
JP5192247B2 (ja) * 2008-01-29 2013-05-08 並木精密宝石株式会社 Octプローブ
CN102576123B (zh) * 2009-05-27 2015-07-29 拜莱泰克制药市场有限公司 精确形状的芯式光纤及其制造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0277001A (ja) * 1988-09-12 1990-03-16 Iiyama Koshina:Kk ビデオカメラ用プリズム
JPH03279908A (ja) * 1990-03-28 1991-12-11 Asahi Optical Co Ltd 側方視型内視鏡の先端部
JP2000509853A (ja) * 1997-03-04 2000-08-02 アンドロミス エス.アー. 複数の光学的コンポーネントまたは一個の光学的コンポーネントと基板のアセンブリー法および装置
JP2004317437A (ja) * 2003-04-18 2004-11-11 Olympus Corp 光イメージング装置
JP2005241822A (ja) * 2004-02-25 2005-09-08 Fujikura Ltd 融着光部品、融着光部品製造方法及び融着光部品製造装置
WO2007099947A1 (ja) * 2006-02-28 2007-09-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 光ヘッド装置、光情報装置、光ディスクプレーヤ、カーナビゲーションシステム、光ディスクレコーダ及び光ディスクサーバ
JP2007275193A (ja) * 2006-04-04 2007-10-25 Fujifilm Corp 光プローブおよび光断層画像化装置
WO2008081653A1 (ja) * 2006-12-28 2008-07-10 Terumo Kabushiki Kaisha 光プローブ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014155584A1 (ja) 2013-03-27 2014-10-02 東洋製罐グループホールディングス株式会社 側方出射装置
WO2019003979A1 (ja) 2017-06-26 2019-01-03 東洋製罐グループホールディングス株式会社 レンズ付き光ファイバの製造方法、及び切断装置
US11092749B2 (en) 2017-06-26 2021-08-17 Toyo Seikan Group Holdings, Ltd. Method for manufacturing lensed optical fiber by fusing a GRIN lens at a tip of an optical fiber and cutting the GRIN lens followed by repeating the fusing and cutting steps
US11314020B2 (en) 2017-06-26 2022-04-26 Toyo Seikan Group Holdings, Ltd. Method for manufacturing lensed optical fiber and cutting device

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