JP4664271B2 - 光ファイバ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバ及びその製造方法に関し、特に、エアクラッド型の光ファイバの端末加工に関するものである。

ダブルクラッドファイバは、ファイバ端面から発振するレーザ光によって、溶接加工を行うファイバレーザ、及び印字を行うレーザマーカーなどに利用されている。このダブルクラッドファイバは、ファイバ中心のコアと、そのコアを被覆するように設けられ相対的に屈折率の高い第１クラッドと、その第１クラッドを被覆するように設けられ相対的に屈折率の低い第２クラッドとを備え、例えば、レーザダイオードから第１クラッドに入射した励起光が第１クラッドと第２クラッドとの界面で反射を繰り返しながら伝搬し、その励起光がコアを通過する際にコアにドープされた希土類元素を最外殻電子が励起した反転分布状態にさせ、その誘導放出によってコアを伝搬する光を増幅するように構成されている。

また、上記第２クラッドが互いに平行に延びる複数の細孔（エアホール）により構成されたエアクラッド型のダブルクラッドファイバは、耐熱性に優れているので、上記のようなレーザ発振用によく用いられている。そして、このエアクラッド型のダブルクラッドファイバでは、ファイバ端面に第２クラッドを構成する細孔が露出して、そのファイバ端面の細孔から水分や埃などが浸入するおそれがあるので、そのファイバ端面を封止する必要がある。

上記ファイバ端面を封止する方法としては、例えば、特許文献１に示すように、ファイバ先端部を加熱することにより、細孔を潰した後に、その細孔が潰れた部分を切断し、その切断したファイバ端面を研磨する方法、及び特許文献２に示すように、ファイバ先端部にシングルモードファイバやガラスロッドを融着する方法などが知られている。
特開２００３−３０７６５３号公報 特開２００５−２４８４７号公報

図８及び図９は、ファイバ先端部を加熱することによりファイバ端面Ｅが封止された光ファイバ１１０ａ及び１１０ｂの各縦断面図である。そして、図１０及び図１１は、ガラスロッドを融着することによりファイバ端面Ｅが封止された光ファイバ１１０ｃ及び１１０ｄの各縦断面図である。

光ファイバ１１０ａ及び１１０ｂは、図８及び図９に示すように、ファイバ中心のコア１０１と、コア１０１の周囲に配設され、互いに平行に延びる複数の細孔を含むエアクラッド層１０２と、エアクラッド層１０２の周囲に設けられたサポート層１０３とを備えている。また、光ファイバ１１０ｃ及び１１０ｄでは、図１０及び図１１に示すように、ファイバ端にそのファイバ径よりも太く形成されたガラスロッド１０４が融着されて、ファイバ端面Ｅが形成されている。

ここで、図８に示すように、光ファイバ１１０ａのファイバ端面Ｅに高出力のレーザ光Ｌを入力させる場合には、ファイバ端面位置におけるレーザ光Ｌのビーム径をファイバ径よりも小さく絞らなければならないので、ファイバ端面Ｅにおけるレーザ光Ｌの単位面積当たりのエネルギー密度が高くなることにより、ファイバ端面Ｅが焼けて損傷するおそれがある。

また、ファイバ端面Ｅにおけるレーザ光Ｌの単位面積当たりのエネルギー密度を低くするために、図９に示すように、ファイバ端面位置におけるレーザ光Ｌのビーム径をファイバ径よりも大きくすると、レーザ光Ｌの一部が、例えば、図中の領域Ｘにおけるファイバ側面で反射されるので、レーザ光Ｌの結合効率が低下してしまう。

そこで、図１０に示すように、ファイバ端にそのファイバ径よりも大きい径のガラスロッド１０４部が融着されていれば、ファイバ端面Ｅにおいてビーム径の太いビームＬを入力することができるように考えられるが、実際には、ガラスロッド部１０４を融着する際の加熱によって、図１１に示すように、エアクラッド層１０２の先端が消失して後退してしまうので、レーザ光Ｌの一部が、例えば、図中の領域Ｙにおけるファイバ側面及びガラスロッド部１０４の後端面で反射して、レーザ光Ｌの結合効率が低下してしまう。

また、ファイバ端にガラスロッド部１０４を融着する際の加熱温度を低くしたり、加熱時間を短くしたりすれば、光ファイバ１１０ｄにおけるエアクラッド層１０２の後退が抑制されるものの、融着する際に十分な溶融が行われていないので、その融着部分に歪や空孔などが生じ易くなる。そうなると、融着部分における屈折率の不整合によってレーザ光の結合効率が低下したり、融着部分の強度不足によって研磨時やレーザ光入力時にファイバが損傷したりするおそれがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エアクラッド型の光ファイバにおいて、レーザ光の結合効率を高めると共に、ファイバ端面の損傷を抑制することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、複数の細孔が形成されたクラッド層を含むファイバ本体の端部に互いの端面が一致するように配置された筒状の被覆部が融着され、その融着された被覆部の内部において、クラッド層の各細孔が潰れて、ファイバ本体が中実に形成されるようにしたものである。

具体的に本発明に係る光ファイバは、線状に延びる中実のコアと、上記コアの周囲に設けられ、該コアに沿って延びるように複数の細孔が形成されたクラッド層とを含む石英製のファイバ本体を備えた光ファイバであって、上記ファイバ本体の端部には、互いの端面が一致するように石英製の筒状の被覆部が融着され、上記被覆部の内部では、上記クラッド層の各細孔が潰れて、上記ファイバ本体が中実に形成され、上記被覆部の屈折率は、該被覆部の内部におけるファイバ本体の屈折率と等しいことを特徴とする。

上記の構成によれば、中実のコアと複数の細孔が形成されたクラッド層とを備えた石英製のファイバ本体の端部に互いの端面が一致するように石英製の筒状の被覆部が融着されているので、光ファイバの被覆部が融着された端部の径がファイバ本体の径よりも大きくなっている。そのため、ファイバ端面に入力するレーザ光の単位面積当たりのエネルギー密度を低くすることが可能になるので、ファイバ端面に入力するレーザ光に対するファイバ端面の損傷が抑制される。また、被覆部の内部では、クラッド層を構成する各細孔が潰されてファイバ本体が中実に形成され、被覆部の屈折率が被覆部の内部におけるファイバ本体の屈折率と等しいので、ファイバ端面が封止され、ファイバ端面を介するレーザ光の入力が可能になる。さらに、各細孔が潰されている領域が被覆部の内部になっているので、被覆部を融着する際の加熱、すなわち、ファイバ端面に入力するレーザ光の単位面積当たりのエネルギー密度が低くなるようにファイバ端面の径を大きくするための加工に起因する各細孔の後退が可及的に抑制される。そのため、ファイバ端面から入力するレーザ光の光ファイバの側面、及び被覆部の後端面における反射がそれぞれ抑制されるので、レーザ光の結合効率を高めることが可能になる。したがって、エアクラッド型の光ファイバにおいて、レーザ光の結合効率を高めると共に、ファイバ端面の損傷を抑制することが可能になる。

また、本発明に係る光ファイバは、線状に延び、光増幅成分がドープされた中実のコアと、上記コアの周囲に設けられ、該コアに沿って延びるように複数の細孔が形成されたクラッド層とを含む石英製のファイバ本体を備え、上記クラッド層が、上記コアを被覆するように設けられた第１クラッドと、該第１クラッドを被覆するように設けられ上記各細孔が形成された第２クラッドとを備えた光ファイバであって、上記ファイバ本体の端部には、互いの端面が一致するように石英製の筒状の被覆部が融着され、上記被覆部の内部では、上記クラッド層の各細孔が潰れて、上記ファイバ本体が中実に形成され、上記被覆部の屈折率は、該被覆部の内部におけるファイバ本体のコア以外の屈折率と等しいことを特徴とする。

上記の構成によれば、光増幅成分がドープされた中実のコアと、コアを被覆するように設けられた第１クラッドと、第１クラッドを被覆して複数の細孔が形成された第２クラッド層とを備えた石英製のファイバ本体の端部に互いの端面が一致するように石英製の筒状の被覆部が融着されているので、光ファイバの被覆部が融着された端部の径がファイバ本体の径よりも大きくなっている。そのため、ファイバ端面に入力するレーザ光の単位面積当たりのエネルギー密度を低くすることが可能になるので、ファイバ端面に入力するレーザ光に対するファイバ端面の損傷が抑制される。また、被覆部の内部では、クラッド層を構成する各細孔が潰されてファイバ本体が中実に形成され、被覆部の屈折率が被覆部の内部におけるファイバ本体のコア以外の屈折率と等しいので、ファイバ端面が封止され、ファイバ端面を介するレーザ光の入力が可能になる。さらに、各細孔が潰されている領域が被覆部の内部になっているので、被覆部を融着する際の加熱、すなわち、ファイバ端面に入力するレーザ光の単位面積当たりのエネルギー密度が低くなるようにファイバ端面の径を大きくするための加工に起因する各細孔の後退が可及的に抑制される。そのため、ファイバ端面から入力するレーザ光の光ファイバの側面、及び被覆部の後端面における反射がそれぞれ抑制されるので、レーザ光の結合効率を高めることが可能になる。したがって、光増幅成分がドープされたコアと、コアを被覆するように設けられた第１クラッドと、第１クラッドを被覆するように設けられた第２クラッドとを備えたエアクラッド型のダブルクラッドファイバにおいて、レーザ光の結合効率を高めると共に、ファイバ端面の損傷を抑制することが可能になる。

上記被覆部が融着されたファイバ本体の端面には、上記コアを覆うように保護膜が設けられていてもよい。

上記の構成によれば、光増幅成分がドープされたコアが光ファイバを構成するファイバ本体の端面まで配置されるので、ファイバ端面に入射するレーザ光の強度によってファイバ端面が損傷するおそれがあるものの、ファイバ本体の端面に保護膜が設けられているので、そのファイバ端面の損傷が抑制される。

上記ファイバ本体は、上記クラッド層の周囲にサポート層を有し、上記被覆部は、上記サポート層に融着されていてもよい。

上記の構成によれば、クラッド層の周囲にサポート層が設けられているので、具体的な光ファイバの構成において、本発明の作用効果が奏される。

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、線状に延びる中実のコアと、該コアの周囲に設けられ、該コアに沿って延びるように複数の細孔が形成されたクラッド層とを備えた石英製のファイバ本体を、石英製の筒状の被覆管に挿入する挿入工程と、上記挿入工程で被覆管に挿入されたファイバ本体を上記被覆管を介して加熱することにより、上記ファイバ本体に上記被覆管を融着すると共に、上記被覆管の内部に配置するクラッド層の各細孔を潰して上記ファイバ本体の一部を中実化することにより、上記被覆部の屈折率を、該被覆部の内部におけるファイバ本体の部分の屈折率と等しくする加熱工程とを備えることを特徴とする。

上記の方法によれば、加熱工程において、挿入工程で石英製の被覆管に挿入された石英製のファイバ本体を外側の被覆管を介して加熱するので、ファイバ本体に被覆管が融着されることにより、その部分の径がファイバ本体の径よりも大きくなる。また、被覆管の内部に配置するクラッド層の各細孔が潰されてファイバ本体の一部が中実化されることにより、被覆部の屈折率が被覆部の内部におけるファイバ本体の屈折率と等しい状態でファイバ端面が封止され、ファイバ端面を介するレーザ光の入力が可能になると共に、被覆管を融着する際の加熱、すなわち、ファイバ端面に入力するレーザ光の単位面積当たりのエネルギー密度が低くなるようにファイバ端面の径を大きくするための加工に起因する各細孔の後退が可及的に抑制される。ここで、光ファイバの端部の径がファイバ本体の径よりも大きくなるので、ファイバ端面に入力するレーザ光の単位面積当たりのエネルギー密度を低くすることが可能になり、ファイバ端面に入力するレーザ光に対するファイバ端面の損傷が抑制される。また、クラッド層を構成する各細孔の後退が可及的に抑制されるので、ファイバ端面から入力するレーザ光の光ファイバの側面、及び被覆部の後端面における反射がそれぞれ抑制され、レーザ光の結合効率を高めることが可能になる。したがって、エアクラッド型の光ファイバにおいて、レーザ光の結合効率を高めると共に、ファイバ端面の損傷を抑制することが可能になる。

また、本発明に係る光ファイバの製造方法は、線状に延び、光増幅成分がドープされた中実のコアと、該コアの周囲に設けられ、該コアに沿って延びるように複数の細孔が形成されたクラッド層とを備え、上記クラッド層が、上記コアを被覆するように設けられた第１クラッドと、該第１クラッドを被覆するように設けられ上記各細孔が形成された第２クラッドとを備えた石英製のファイバ本体を、石英製の筒状の被覆管に挿入する挿入工程と、上記挿入工程で被覆管に挿入されたファイバ本体を上記被覆管を介して加熱することにより、上記ファイバ本体に上記被覆管を融着すると共に、上記被覆管の内部に配置するクラッド層の各細孔を潰して上記ファイバ本体の一部を中実化することにより、上記被覆部の屈折率を、該被覆部の内部におけるファイバ本体のコア以外の屈折率と等しくする加熱工程とを備えることを特徴とする。

上記の方法によれば、加熱工程において、挿入工程で石英製の被覆管に挿入された石英製のファイバ本体を外側の被覆管を介して加熱するので、ファイバ本体に被覆管が融着されることにより、その部分の径がファイバ本体の径よりも大きくなる。また、被覆管の内部に配置するクラッド層の各細孔が潰されてファイバ本体の一部が中実化されることにより、被覆部の屈折率が被覆部の内部におけるファイバ本体のコア以外の屈折率と等しい状態でファイバ端面が封止され、ファイバ端面を介するレーザ光の入力が可能になると共に、被覆管を融着する際の加熱、すなわち、ファイバ端面に入力するレーザ光の単位面積当たりのエネルギー密度が低くなるようにファイバ端面の径を大きくするための加工に起因する各細孔の後退が可及的に抑制される。ここで、光ファイバの端部の径がファイバ本体の径よりも大きくなるので、ファイバ端面に入力するレーザ光の単位面積当たりのエネルギー密度を低くすることが可能になり、ファイバ端面に入力するレーザ光に対するファイバ端面の損傷が抑制される。また、クラッド層を構成する各細孔の後退が可及的に抑制されるので、ファイバ端面から入力するレーザ光の光ファイバの側面、及び被覆部の後端面における反射がそれぞれ抑制され、レーザ光の結合効率を高めることが可能になる。したがって、光増幅成分がドープされたコアと、コアを被覆するように設けられた第１クラッドと、第１クラッドを被覆するように設けられた第２クラッドとを備えたエアクラッド型のダブルクラッドファイバにおいて、レーザ光の結合効率を高めると共に、ファイバ端面の損傷を抑制することが可能になる。

上記挿入工程では、上記被覆管の内周壁と上記ファイバ本体の外周壁との間隙を上記クラッド層の厚さよりも小さく設定してもよい。

上記の方法によれば、挿入工程における被覆管の内周壁とファイバ本体の外周壁との間隙がクラッド層の厚さよりも小さく設定されるので、加熱工程において、ファイバ本体を被覆管を介して加熱する際に、被覆管の外部に配置するクラッド層の各細孔が潰されることを抑制することが可能になり、クラッド層を構成する各細孔の後退がより抑制される。

上記加熱工程で被覆管が融着されたファイバ本体を該被覆管の部分で切断する切断工程と、上記切断工程で切断されたファイバ本体及び被覆管の端面を研磨する研磨工程とを備えてもよい。

上記の方法によれば、例えば、ファイバ本体の端面と被覆管の端面とが互いに一致しない場合には、切断工程及び研磨工程を行うことにより、レーザ光を入力するための光ファイバの端面を形成することが可能になる。

上記被覆管が融着されたファイバ本体の端面に上記コアを覆うように保護膜を形成する保護膜形成工程を備えてもよい。

上記の方法によれば、光増幅成分がドープされたコアが光ファイバを構成するファイバ本体の端面まで配置されるので、ファイバ端面に入射するレーザ光の強度によってファイバ端面が損傷するおそれがあるものの、保護膜形成工程において、ファイバ本体の端面に保護膜が形成されるので、そのファイバ端面の損傷が抑制される。

本発明によれば、複数の細孔が形成されたクラッド層を含むファイバ本体の端部に互いの端面が一致するように配置された筒状の被覆部が融着され、その融着された被覆部の内部において、クラッド層の各細孔が潰れて、ファイバ本体が中実に形成されるので、エアクラッド型の光ファイバにおいて、レーザ光の結合効率を高めると共に、ファイバ端面の損傷を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。

《発明の実施形態１》
図１〜図３は、本発明に係る光ファイバ及びその製造方法の実施形態１を示している。

図１は、本実施形態の光ファイバ１０ａの縦断面図であり、図２は、図１中のII−II線に沿った光ファイバ１０ａの横断面図である。

光ファイバ１０ａは、図１に示すように、ファイバ本体５と、ファイバ本体５の端部に互いの端面が一致するように融着された被覆部４ａとを備えている。

ファイバ本体５は、図２に示すように、ファイバ中心であるコア１と、コア１の周囲に設けられたクラッド層２と、クラッド層２の周囲に設けられたサポート層３とを備えている。

コア１は、石英により構成され、ほぼ石英単体の屈折率になっている。

クラッド層２は、石英により構成され、コア１に沿って互いに平行に延びる複数の細孔（エアホール）２ｈを有しているので、コア１よりも屈折率が低くなっている。

サポート層３は、石英により構成され、ほぼ石英単体の屈折率になっている。

被覆部４ａは、ファイバ本体５の端部側面を被覆するように、石英により筒状に構成され、ほぼ石英単体の屈折率になっている。

光ファイバ１０ａでは、図１に示すように、被覆部４ａの内部に収容される部分において、クラッド層２の細孔２ａが潰されて、ファイバ本体５の端部が中実化されているので、ほぼ石英単体の屈折率になっている。

また、光ファイバ１０ａは、レーザダイオードなどのレーザ光源からのレーザ光Ｌがレンズなどを介して一方のファイバ端面Ｅに入力され、その入力されたレーザ光Ｌがコア１とクラッド層２との界面で反射を繰り返しながら伝搬した後に、他方のファイバ端面で出力されるように構成されている。

次に、上記構成の光ファイバ１０ａの製造方法について図面を用いて説明する。ここで、図３は、光ファイバの製造方法の挿入工程における光ファイバ前駆体９ａを示す縦断面図である。なお、本実施形態の製造方法は、挿入工程及び加熱工程を備えている。

まず、ファイバ径６７０μｍの上記構成のファイバ本体５（クラッド内径４００μｍ及びクラッド外径４４０μｍ）、並びに内径０．７ｍｍ及び外形１．０ｍｍの石英製の被覆管４を準備する。なお、ファイバ本体５としては、フォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ：Photonic Crystal Fiber）を好適に用いることができる。

続いて、被覆管４の内部にファイバ本体５を挿入すると共に、被覆管４の端面とファイバ本体５の端面とが一致するように、被覆管４及びファイバ本体５を配置して、図３に示すように、光ファイバ前駆体９ａを作製する（挿入工程）。ここで、本挿入工程では、被覆管４の内周壁とファイバ本体５の外周壁との間隙Ｃを、例えば、３０μｍ〜４０μｍ程度とし、ファイバ本体５のクラッド層２の厚さよりも小さくなるように設定する。

さらに、アーク放電加熱、フィラメントの電気抵抗加熱、レーザ加熱、又はガストーチ加熱などを用いて、ファイバ本体５を外側の被覆管４を介して加熱する（加熱工程）。これにより、ファイバ本体５に被覆管４が融着されて被覆部４ａが形成されると共に、被覆管４の内部に配置するクラッド層２の各細孔２ｈが潰されて、ファイバ本体５の端部が中実化される。

以上のようにして、本実施形態の光ファイバ１０ａを製造することができる。

以上説明したように、本実施形態の光ファイバ１０ａ及びその製造方法によれば、加熱工程において、挿入工程で被覆管４に挿入されたファイバ本体５を外側の被覆管４を介して加熱するので、ファイバ本体５に被覆管４が融着されることにより、その部分の径がファイバ本体の径よりも大きくなる。また、被覆管４の内部に配置するクラッド層２の各細孔２ｈが潰れてファイバ本体５の端部が中実化されることにより、ファイバ端面Ｅが封止されると共に、被覆管４を融着する際の加熱、すなわち、ファイバ端面Ｅに入力するレーザ光Ｌの単位面積当たりのエネルギー密度が低くなるようにファイバ端面Ｅの径を大きくするための加工に起因する各細孔２ｈの後退を可及的に抑制することができる。ここで、光ファイバ１０ａの端部の径がファイバ本体５の径よりも大きくなるので、ファイバ端面Ｅに入力するレーザ光Ｌの単位面積当たりのエネルギー密度を低くすることができ、ファイバ端面Ｅに入力するレーザ光Ｌに対するファイバ端面Ｅの損傷を抑制することができる。また、クラッド層２を構成する各細孔２ｈの後退が可及的に抑制することができるので、ファイバ端面Ｅから入力するレーザ光Ｌの光ファイバ１０ａの側面、及び被覆部４ａの後端面における反射（図１１参照）がそれぞれ抑制され、レーザ光の結合効率を高めることができる。したがって、エアクラッド型の光ファイバにおいて、レーザ光の結合効率を高めると共に、ファイバ端面の損傷を抑制することができる。

また、本実施形態の光ファイバ１０ａの製造方法によれば、挿入工程における被覆管４の内周壁とファイバ本体５の外周壁との間隙がクラッド層２の厚さよりも小さく設定されるので、加熱工程において、ファイバ本体５を被覆管４を介して加熱する際に、被覆管４の外部に配置するクラッド層２の各細孔２ｈが潰されることを抑制することができ、クラッド層２を構成する各細孔２ｈの後退をより抑制することができる。

さらに、本実施形態では、挿入工程において、被覆管４の端面とファイバ本体５の端面とが一致するように、被覆管４及びファイバ本体５を配置させたが、本発明は、被覆管４をファイバ本体５の端部でなく中間部に配置した状態で本実施形態の加熱工程を行った後に、被覆管が融着されたファイバ本体をその被覆管の部分で切断する切断工程と、その切断工程で切断されたファイバ本体及び被覆管の端面を砥石などで研磨する研磨工程とを行ってもよい。

なお、高い開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）を有する光ファイバでは、一般的に、レーザ光の入出力における広がり角度が大きくなるので、本発明の作用効果が有効に奏される。

《発明の実施形態２》
図４は、本実施形態の光ファイバ１０ｂの縦断面図である。なお、以下の各実施形態において、図１〜図３と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

光ファイバ１０ｂでは、図４に示すように、ファイバ本体５の周囲に、コート層６が設けられ、被覆部４ｂがそのファイバ端側でファイバ本体５に融着されている。ここで、コート層６は、例えば、サポート層３よりも屈折率が低いシリコン樹脂などにより構成されている。なお、光ファイバ１０ｂのその他の構成については、上記実施形態１の光ファイバ１０ａと実質的に同じである。

次に、上記構成の光ファイバ１０ｂの製造方法について図面を用いて説明する。ここで、図５は、光ファイバ１０ｂの製造方法の挿入工程における光ファイバ前駆体９ｂを示す縦断面図である。

まず、ファイバ径６７０μｍのファイバ本体５の側面全体に保護層６が被覆された光ファイバ（外径１．０ｍｍ）、並びに内径０．７ｍｍ及び外形１．０ｍｍの石英製の被覆管４を準備する。

続いて、コート層６が被覆された光ファイバの端部のコート層６を除去して、ファイバ本体５の端部を露出させる。

さらに、被覆管４の内部にファイバ本体５の端部を挿入して、図５に示すように、光ファイバ前駆体９ｂを作製する（挿入工程）。ここで、被覆管４の端面とファイバ本体５の端面とが一致するように、予め、被覆管４の長さ、又は保護膜６を除去する長さを設定する。

その後、被覆管４におけるファイバ端側の端部を加熱することにより、ファイバ本体５の端部を加熱する（加熱工程）。これにより、ファイバ本体５に被覆管４のファイバ端側が融着されて被覆部４ｂが形成されると共に、被覆管４の内部のファイバ端側に配置するクラッド層２の各細孔２ｈが潰されて、ファイバ本体５の端部が中実化される。

以上のようにして、本実施形態の光ファイバ１０ｂを製造することができる。

本実施形態の光ファイバ１０ｂによれば、被覆部４ｂの周壁とコート層６の周壁とが揃うので、ファイバ径を揃えることができる。

《発明の実施形態３》
上記各実施形態では、ファイバ本体５として、クラッド層２がシングルのものを例示したが、本実施形態では、ファイバ本体５として、第１クラッド及び第２クラッドを有するダブルクラッドファイバを例示する。ここで、図６は、本実施形態の光ファイバ１０ｃの縦断面図であり、図７は、図６中のVII−VII線に沿った光ファイバ１０ｃの横断面図である。

光ファイバ１０ｃは、図６に示すように、ファイバ本体５と、ファイバ本体５の端部に互いの端面が一致するように融着された被覆部４ａと、ファイバ端面Ｅに設けられた保護膜７とを備えている。

ファイバ本体５は、図７に示すように、ファイバ中心であるコア１ａと、コア１ａの周囲に設けられた第１クラッド２ａと、第１クラッド２ａの周囲に設けられた第２クラッド２ｂと、第２クラッド２ｂの周囲に設けられたサポート層３とを備えたダブルクラッドファイバである。

コア１ａは、石英により構成され、光増幅成分として、イッテルビウムなどの希土類元素がドープされて、石英単体の屈折率よりも高くなっている。

第１クラッド２ａは、石英により構成され、ほぼ石英単体の屈折率になっている。

第２クラッド２ｂは、石英により構成され、コア１ａに沿って互いに平行に延びる複数の細孔（エアホール）２ｈを有しているので、第１クラッド２ａよりも屈折率が低くなっている。

サポート層３及び被覆部４ａの構成は、上記実施形態１と実質的に同じである。

保護膜７は、酸化シリコン膜などにより構成され、電子ビーム蒸着装置などを用いてファイバ端面Ｅに蒸着されている。

また、光ファイバ１０ｃは、レーザダイオードなどのレーザ光源からのレーザ光がレンズを介して一方のファイバ端面Ｅに入力され、第１クラッド２ａに入射したレーザ光が第１クラッド２ａと第２クラッド２ｂとの界面で反射を繰り返しながら伝搬し、そのレーザ光がコア１ａを通過する際にコア１ａにドープされた希土類元素を最外殻電子が励起した反転分布状態にさせ、その誘導放出による希土類元素からの発振光がコア１ａを伝搬した後に、他方のファイバ端面で出力されるように構成されている。

なお、上記構成の光ファイバ１０ｃは、上記実施形態１のファイバ本体５を上記構成のダブルクラッドファイバに置き換えると共に、上記実施形態１の加熱工程又は研磨工程の後に、蒸着法などによってファイバ端面Ｅに保護膜７を形成する保護膜形成工程を行うことにより、製造することができる。

本実施形態の光ファイバ１０ｃによれば、希土類元素がドープされたコア１ａがファイバ本体５の端面まで配置されるので、ファイバ端面Ｅに入射するレーザ光の強度によってファイバ端面Ｅが損傷するおそれがあるものの、保護膜形成工程において、ファイバ本体５の端面に保護膜７が形成されるので、そのファイバ端面Ｅの損傷を抑制することができる。

上記各実施形態では、クラッド層２又は第２クラッド２ｂを構成する各細孔２ｈが３層の複層構造のものを例示したが、単層構造であってもよい。

上記各実施形態では、レーザ光が入力する側のファイバ端Ｅについて説明したが、本発明は、レーザ光の出力側にも適用することができる。

以上説明したように、本発明は、レーザ光の結合効率を高めると共に、ファイバ端面の損傷を抑制することができるので、特に、高ＮＡの光ファイバの端末加工について有用である。

実施形態１に係る光ファイバ１０ａの縦断面図である。 図１中のII−II線に沿った光ファイバ１０ａの横断面図である。 実施形態１に係る光ファイバの製造方法の挿入工程における光ファイバ前駆体９ａを示す縦断面図である。 実施形態２に係る光ファイバ１０ｂの縦断面図である。 実施形態２に係る光ファイバの製造方法の挿入工程における光ファイバ前駆体９ｂを示す縦断面図である。 実施形態３に係る光ファイバ１０ｃの縦断面図である。 図６中のVII−VII線に沿った光ファイバ１０ｃの横断面図である。 加熱によりファイバ端面Ｅが封止された従来の光ファイバ１１０ａの縦断面図である。 加熱によりファイバ端面Ｅが封止された従来の光ファイバ１１０ｂの縦断面図である。 ガラスロッドを融着することによりファイバ端面Ｅが封止された従来の光ファイバ１１０ｃの縦断面図である。 ガラスロッドを融着することによりファイバ端面Ｅが封止された従来の光ファイバ１１０ｄの縦断面図である。

１，１ａ コア
２ クラッド層
２ａ 第１クラッド
２ｂ 第２クラッド
２ｈ 細孔
３ サポート層
４ 被覆管
４ａ，４ｂ 被覆部
５ ファイバ本体
７ 保護膜
１０ａ〜１０ｃ 光ファイバ

Claims (9)

1. 線状に延びる中実のコアと、
   上記コアの周囲に設けられ、該コアに沿って延びるように複数の細孔が形成されたクラッド層とを含む石英製のファイバ本体を備えた光ファイバであって、
   上記ファイバ本体の端部には、互いの端面が一致するように石英製の筒状の被覆部が融着され、
   上記被覆部の内部では、上記クラッド層の各細孔が潰れて、上記ファイバ本体が中実に形成され、
   上記被覆部の屈折率は、該被覆部の内部におけるファイバ本体の屈折率と等しいことを特徴とする光ファイバ。
2. 線状に延び、光増幅成分がドープされた中実のコアと、
   上記コアの周囲に設けられ、該コアに沿って延びるように複数の細孔が形成されたクラッド層とを含む石英製のファイバ本体を備え、
   上記クラッド層が、上記コアを被覆するように設けられた第１クラッドと、該第１クラッドを被覆するように設けられ上記各細孔が形成された第２クラッドとを備えた光ファイバであって、
   上記ファイバ本体の端部には、互いの端面が一致するように石英製の筒状の被覆部が融着され、
   上記被覆部の内部では、上記クラッド層の各細孔が潰れて、上記ファイバ本体が中実に形成され、
   上記被覆部の屈折率は、該被覆部の内部におけるファイバ本体のコア以外の屈折率と等しいことを特徴とする光ファイバ。
3. 請求項２に記載された光ファイバにおいて、
   上記被覆部が融着されたファイバ本体の端面には、上記コアを覆うように保護膜が設けられていることを特徴とする光ファイバ。
4. 請求項１又は２に記載された光ファイバにおいて、
   上記ファイバ本体は、上記クラッド層の周囲にサポート層を有し、
   上記被覆部は、上記サポート層に融着されていることを特徴とする光ファイバ。
5. 線状に延びる中実のコアと、該コアの周囲に設けられ、該コアに沿って延びるように複数の細孔が形成されたクラッド層とを備えた石英製のファイバ本体を、石英製の筒状の被覆管に挿入する挿入工程と、
   上記挿入工程で被覆管に挿入されたファイバ本体を上記被覆管を介して加熱することにより、上記ファイバ本体に上記被覆管を融着すると共に、上記被覆管の内部に配置するクラッド層の各細孔を潰して上記ファイバ本体の一部を中実化することにより、上記被覆部の屈折率を、該被覆部の内部におけるファイバ本体の部分の屈折率と等しくする加熱工程とを備えることを特徴とする光ファイバの製造方法。
6. 線状に延び、光増幅成分がドープされた中実のコアと、該コアの周囲に設けられ、該コアに沿って延びるように複数の細孔が形成されたクラッド層とを備え、上記クラッド層が、上記コアを被覆するように設けられた第１クラッドと、該第１クラッドを被覆するように設けられ上記各細孔が形成された第２クラッドとを備えた石英製のファイバ本体を、石英製の筒状の被覆管に挿入する挿入工程と、
   上記挿入工程で被覆管に挿入されたファイバ本体を上記被覆管を介して加熱することにより、上記ファイバ本体に上記被覆管を融着すると共に、上記被覆管の内部に配置するクラッド層の各細孔を潰して上記ファイバ本体の一部を中実化することにより、上記被覆部の屈折率を、該被覆部の内部におけるファイバ本体のコア以外の屈折率と等しくする加熱工程とを備えることを特徴とする光ファイバの製造方法。
7. 請求項５又は６に記載された光ファイバの製造方法において、
   上記挿入工程では、上記被覆管の内周壁と上記ファイバ本体の外周壁との間隙を上記クラッド層の厚さよりも小さく設定することを特徴とする光ファイバの製造方法。
8. 請求項５又は６に記載された光ファイバの製造方法において、
   上記加熱工程で被覆管が融着されたファイバ本体を該被覆管の部分で切断する切断工程と、
   上記切断工程で切断されたファイバ本体及び被覆管の端面を研磨する研磨工程とを備えることを特徴とする光ファイバの製造方法。
9. 請求項６に記載された光ファイバの製造方法において、
   上記被覆管が融着されたファイバ本体の端面に上記コアを覆うように保護膜を形成する保護膜形成工程を備えることを特徴とする光ファイバの製造方法。

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