JP5049671B2

JP5049671B2 - 光ファイバ・ガラスチューブ融着構造及びそれを備えた光ファイバアセンブリ、並びに、それに用いるガラスチューブ

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Publication number: JP5049671B2
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Inventors: 守中村; 武史佐竹; 元彦山崎; 盛行藤田; 賢治佐藤; 禎貴山川
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Description

本発明は、光ファイバ・ガラスチューブ融着構造及びそれを備えた光ファイバアセンブリ、並びに、それに用いるガラスチューブに関する。

医療分野や機械加工分野において、光ファイバをレーザー光などの光の伝送に用いる手術や機械加工が広く行われている。そして、そのような光ファイバでは、光出射端部に一端が封止されたガラスチューブが被せられる場合がある（例えば、特許文献１〜３）。
米国特許公報第５４２８６９９号公報特開昭６０−１０８８０４号公報特開平１０−１５５８０６号公報

しかしながら、光ファイバにガラスチューブを融着して一体化させる場合、構造的に大きな変化を生じ、その結果、光の出射特性に影響が及ぶという問題がある。

本発明に係る光ファイバ・ガラスチューブ融着構造は、ガラス製の光ファイバと、該光ファイバが挿通されたガラスチューブと、を備え、該光ファイバの外周部と該ガラスチューブの内周部とが少なくとも一部分で融着したものであって、
上記光ファイバ及び上記ガラスチューブは、それらのうち一方の融着部分が他方の融着部分よりも融点が低い材料又は所定波長のレーザー光の吸収性能が高い材料で形成されている。

本発明によれば、光ファイバ及びガラスチューブのうち一方の融着部分が他方の融着部分よりも融点が低い材料又は所定波長のレーザー光の吸収性能が高い材料で形成されているので、その融点が低い材料又は所定波長のレーザー光の吸収性能が高い材料で形成された方の融着部分のみを溶融させて融着させれば、光ファイバ及びガラスチューブの双方が溶融して大きな構造変化を生じることがなく、光ファイバの伝送特性に影響が及ぶのを回避することができる。

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及び２は、実施形態１に係る光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００を示す。これは、レーザー光等の光の伝送に用いられる光ファイバアセンブリの出射端側端部構造である。

この光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００は、光ファイバ心線１１０とその一端に設けられたガラスチューブ１２０とを備えている。

光ファイバ心線１１０は、光ファイバ１１１とその外周面を覆うように設けられた緩衝層１１２とさらにその上を被覆するナイロン樹脂等の被覆層１１３とを有する。光ファイバ心線１１０は、例えば、被覆層１１３外径である心線径が２５０〜３０００μｍに形成されている。

光ファイバ１１１は、ガラス製であって、ファイバ中心のコア１１１ａとそれを覆うクラッド１１１ｂとを有する。光ファイバ１１１は、例えば、コア径が１０〜２４００μｍ、クラッド径が２５〜２５００μｍに形成されている。

緩衝層１１２は、例えば、紫外線硬化型樹脂等により外径が２００〜２７００μｍに形成されている。

光ファイバ心線１１０は、出射端側において、緩衝層１１２及び被覆層１１３が剥がされて、光ファイバ１１１の先端部が突出した形態となっている。光ファイバ１１１の先端部の突出長さは、例えば１００ｍｍ以下である。また、突出した光ファイバ１１１の先端部の端面はファイバ軸に対して傾斜した平坦面に形成されている。この傾斜角度θは、例えば、０〜４５°であり、特に３８±１°が好ましい。

ガラスチューブ１２０は、ガラス製であって、一端が開口して他端が封止されたキャップ状に形成されている。ガラスチューブ１２０は、例えば、長さが５〜１００ｍｍ、外径が３０〜５０００μｍ、及び内径が２５〜２５００μｍに形成されている。そして、ガラスチューブ１２０は、開口した一端から突出した光ファイバ１１１の先端部が挿通され、その光ファイバ１１１の先端部を覆うように設けられ、端面が緩衝層１１２及び被覆層１１３の端面に、また、開口部が光ファイバ１１１の先端部の基端にそれぞれ接着剤１３０を介して接着されている。この接着剤１３０としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル系樹脂等のものが挙げられる。

光ファイバ１１１とガラスチューブ１２０とは、それらの接着部よりも先端側において、光ファイバ１１１の外周部とガラスチューブ１２０の内周部とが全周に渡って融着した融着部１４０が形成されている。

光ファイバ１１１及びガラスチューブ１２０は、いずれもガラス製である。そして、光ファイバ１１１は、コア１１１ａがクラッド１１１ｂよりも屈折率が高い材料で形成されている。また、ガラスチューブ１２０は、内側層１２１と外側層１２２とを有する二層構造に構成されており、内側層１２１が外側層１２２及び光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂよりも融点が低い材料で形成されている。かかる構成としては、例えば、光ファイバ１１１が、Ｇｅ等が２０ｍｏｌ％以下ドープされて高屈折率化した石英でコア１１１ａが形成され且つ純粋石英でクラッド１１１ｂが形成され、ガラスチューブ１２０が、フッ素やＢＦ_３等が２０ｍｏｌ％以下ドープされて低融点化した石英で内側層１２１が形成され且つ純粋石英で外側層１２２が形成された構成が挙げられる。この場合、光ファイバ１１１は、コア１１１ａの屈折率が１．４５〜１．４６で、クラッド１１１ｂの屈折率が１．４４〜１．４７及び融点が１４００℃以上である。また、ガラスチューブ１２０は、内側層１２１の融点が９００℃以上で、外側層１２２の融点が１４００℃以上である。

以上のような構成の光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００では、レーザーなどの光源からの光は、光ファイバ１１１のコア１１１ａに閉じ込められて伝送され、出射端側の光ファイバ１１１の傾斜した端面で反射してクラッド１１１ｂ及び集光レンズとして機能するガラスチューブ１２０を介して、ガラスチューブ１２０の側面から出射されることとなる。このとき、仮にレーザー光が乱反射等して、それに起因して光ファイバ心線１１０とガラスチューブ１２０との間の接着剤１３０から遊離する物質が発生したとしても、光ファイバ１１１とガラスチューブ１２０とが接着部よりも先端側において全周に渡って融着しているので、その物質が光ファイバ１１１の先端部とガラスチューブ１２０との間の領域に侵入して光の伝送に影響を及ぼすこともない。

次に、この光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００の出射端側端部構造の形成加工方法について図３（ａ）−３（ｅ）に基づいて説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、光ファイバ心線１１０の出射端側において、所定長さだけ緩衝層１１２及び被覆層１１３を剥がし、光ファイバ１１１の先端部を突出状態に露出させる。

次いで、図３（ｂ）に示すように、光ファイバ１１１の端面をファイバ軸に対して傾斜した平坦面に形成する。

次いで、図３（ｃ）に示すように、光ファイバ１１１の先端部をガラスチューブ１２０の一端から挿入し、ガラスチューブ１２０の端面と緩衝層１１２及び被覆層１１３の端面との間、並びに、ガラスチューブ１２０の開口部と光ファイバ１１１の先端部の基端との間を接着剤１３０で接着する。

続いて、図３（ｄ）に示すように、それらの接着部よりも先端側において、外側からレーザー（ＣＯ_２レーザー等）、ガストーチ、放電、電熱ヒータ等により全周を加熱することにより、光ファイバ１１１とガラスチューブ１２０とを全周に渡って融着させて融着部１４０を形成する。このとき、加熱温度を、ガラスチューブ１２０の内側層１２１の融点以上で且つ外側層１２２及び光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂの融点未満の温度とする。これにより、ガラスチューブ１２０の内側層１２１のみが溶融して未溶融の光ファイバ１１１に融着することとなるので、光ファイバ１１１及びガラスチューブ１２０の双方が溶融して大きな構造変化を生じることがなく、レーザー光の出射特性に影響が及ぶのを回避することができる。

そして、図３（ｅ）に示すように、ガラスチューブ１２０の他端の開口をレーザー（特にＣＯ_２レーザー）、ガストーチ、放電、電熱ヒータ等により加熱して封止してキャップ状に加工する。

実施形態１では、光ファイバ１１１がコア１１１ａ及びクラッド１１１ｂを有し、ガラスチューブ１２０の内側層１２１が外側層１２２及び光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂよりも融点が低い材料で形成されている構成としたが、この変形例として、図４及び５に示すように、光ファイバ１１１がクラッド１１１ｂを被覆するサポート層１１１ｃをさらに有し、ガラスチューブ１２０の内側層１２１が外側層１２２及び光ファイバ１１１のサポート層１１１ｃよりも融点が低い材料で形成されている構成であってもよい。かかる構成としては、例えば、光ファイバ１１１が、純粋石英でコア１１１ａが形成され、フッ素やＢＦ_３等が２０ｍｏｌ％以下ドープされて低屈折率化した石英でクラッド１１１ｂが形成され、且つさらに純粋石英でサポート層１１１ｃが形成され、ガラスチューブ１２０が、フッ素やＢＦ_３等が２０ｍｏｌ％以下ドープされて低融点化した石英で内側層１２１が形成され且つ純粋石英で外側層１２２が形成された構成が挙げられる。この場合、光ファイバ１１１は、コア１１１ａの屈折率が１．４５〜１．４６で、クラッド１１１ｂの屈折率が１．４４〜１．４７、サポート層１１１ｃの屈折率が１．４５〜１．４６及び融点が１４００℃以上である。また、ガラスチューブ１２０は、内側層１２１の融点が９００℃以上で、外側層１２２の融点が１４００℃以上である。なお、光ファイバ１１１は、例えば、コア径が１０〜２４００μｍ、クラッド径が２５〜２５００μｍ、サポート層が３０〜２６００μｍである。

このように光ファイバ１１１がクラッド層１１１ｂの外側にサポート層１１１ｃを有していると、光ファイバ１１１の構造の崩れを抑制することができる。

（実施形態２）
実施形態２に係る光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００は外観構成が実施形態１と同一であるので、図１及び２を用いて説明する。

この光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００では、光ファイバ１１１は、コア１１１ａがクラッド１１１ｂよりも屈折率が高い材料で形成されている。また、ガラスチューブ１２０は、内側層１２１と外側層１２２とを有する二層構造に構成されており、内側層１２１が外側層１２２及び光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂよりも所定波長のレーザー光の吸収性能が高い材料で形成されている。かかる構成としては、例えば、光ファイバ１１１が、Ｇｅ等が２０ｍｏｌ％以下ドープされて高屈折率化した石英でコア１１１ａが形成され且つ純粋石英でクラッド１１１ｂが形成され、ガラスチューブ１２０が、鉛ガラス或いはＯＨ値が７００ｐｐｍ以上である高レーザー吸収性能の石英で内側層１２１が形成され且つ純粋石英で外側層１２２が形成された構成が挙げられる。この場合、ガラスチューブ１２０の内側層１２１は、波長９．２〜１０．８μｍのレーザー光の吸収性能が高く、一方、外側層１２２及び光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂは、そのレーザー光の吸収性能が非常に低い。

そして、この光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００を形成加工するときには、光ファイバ１１１とガラスチューブ１２０との接着部よりも先端側において、外側から所定波長のレーザー光を照射することにより、光ファイバ１１１とガラスチューブ１２０とを全周に渡って融着させて融着部１４０を形成する。このとき、レーザー光の波長を、内側層１２１が高い吸収性能を示し且つ外側層１２２及び光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂが非常に低い吸収性能を示すものとする。これにより、レーザー吸収性能が高い材料で形成されたガラスチューブ１２０の内側層１２１のみが溶融して未溶融の光ファイバ１１１に融着することとなるので、光ファイバ１１１及びガラスチューブ１２０の双方が溶融して大きな構造変化を生じることがなく、レーザー光の出射特性に影響が及ぶのを回避することができる。

実施形態２では、光ファイバ１１１がコア１１１ａ及びクラッド１１１ｂを有し、ガラスチューブ１２０の内側層１２１が外側層１２２及び光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂよりも所定波長のレーザー光の吸収性能が高い材料で形成されている構成としたが、この変形例として、図４及び５に示すように、光ファイバ１１１がクラッド１１１ｂを被覆するサポート層１１１ｃをさらに有し、ガラスチューブ１２０の内側層１２１が外側層１２２及び光ファイバ１１１のサポート層１１１ｃよりも所定波長のレーザー光の吸収性能が高い材料で形成されている構成であってもよい。かかる構成としては、例えば、光ファイバ１１１が、純粋石英でコア１１１ａが形成され、フッ素やＢＦ_３等が２０ｍｏｌ％以下ドープされて低屈折率化した石英でクラッド１１１ｂが形成され、且つさらに純粋石英でサポート層１１１ｃが形成され、ガラスチューブ１２０が、鉛ガラス或いはＯＨ値が７００ｐｐｍ以上である高レーザー吸収性能の石英で内側層１２１が形成され且つ純粋石英で外側層１２２が形成された構成が挙げられる。この場合、ガラスチューブ１２０の内側層１２１は、波長９．２〜１０．８μｍのレーザー光の吸収性能が高く、一方、外側層１２２及び光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂは、そのレーザー光の吸収性能が非常に低い。なお、光ファイバ１１１は、例えば、コア径が１０〜２４００μｍ、クラッド径が２５〜２５００μｍ、サポート層が３０〜２６００μｍである。

その他の構成、動作及び形成加工方法、並びに作用効果は実施形態１と同一である。

（実施形態３）
図６及び７は、実施形態３に係る光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００を示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は同一符号で示す。これも、レーザー光等の光の伝送に用いられる光ファイバアセンブリの出射端側端部構造である。

この光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００では、光ファイバ１１１は、コア１１１ａがクラッド１１１ｂよりも屈折率が高い材料で形成されている。また、ガラスチューブ１２０は、単一層構造に構成されており、光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂよりも融点が高い材料で形成されている。かかる構成としては、例えば、光ファイバ１１１が、純粋石英でコア１１１ａが形成され且つフッ素やＢＦ_３等が２０ｍｏｌ％以下ドープされて低屈折率化及び低融点化した石英でクラッド１１１ｂが形成され、ガラスチューブ１２０が純粋石英で形成された構成が挙げられる。この場合、光ファイバ１１１は、コア１１１ａの屈折率が１．４５〜１．４６で、クラッド１１１ｂの屈折率が１．４４〜１．４７及び融点が９００℃以上である。また、ガラスチューブ１２０は、融点が１４００℃以上である。

そして、この光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００を形成加工するときには、光ファイバ１１１とガラスチューブ１２０との接着部よりも先端側において、外側からレーザー（ＣＯ_２レーザー等）、ガストーチ、放電、電熱ヒータ等により全周を加熱することにより、光ファイバ１１１とガラスチューブ１２０とを全周に渡って融着させて融着部１４０を形成する。このとき、加熱温度を、光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂの融点以上で且つガラスチューブ１２０の融点未満の温度とする。これにより、光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂのみが溶融して未溶融のガラスチューブ１２０に融着することとなるので、光ファイバ１１１及びガラスチューブ１２０の双方が溶融して大きな構造変化を生じることがなく、光の出射特性に影響が及ぶのを回避することができる。

（実施形態４）
実施形態４に係る光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００は外観構成が実施形態３と同一であるので、図６及び７を用いて説明する。

この光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００では、光ファイバ１１１は、コア１１１ａがクラッド１１１ｂよりも屈折率が高い材料で形成されている。また、ガラスチューブ１２０は、単一層構造に構成されており、光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂよりも所定波長のレーザー光の吸収性能が低い材料で形成されている。かかる構成としては、例えば、光ファイバ１１１が、純粋石英でコア１１１ａが形成され且つ鉛ガラス或いはＯＨ値が７００ｐｐｍ以上である高レーザー吸収性能の石英でクラッド１１１ｂが形成され、ガラスチューブ１２０が、純粋石英で形成された構成が挙げられる。この場合、光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂは、波長９．２〜１０．８μｍのレーザー光の吸収性能が高く、一方、ガラスチューブ１２０は、そのレーザー光の吸収性能が非常に低い。

そして、この光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００を形成加工するときには、光ファイバ１１１とガラスチューブ１２０との接着部よりも先端側において、外側から所定波長のレーザー光を照射することにより、光ファイバ１１１とガラスチューブ１２０とを全周に渡って融着させて融着部１４０を形成する。このとき、レーザー光の波長を、光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂが高い吸収性能を示し且つガラスチューブ１２０が非常に低い吸収性能を示すものとする。これにより、レーザー吸収性能が高い材料で形成された光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂのみが溶融して未溶融のガラスチューブ１２０に融着することとなるので、光ファイバ１１１及びガラスチューブ１２０の双方が溶融して大きな構造変化を生じることがなく、レーザー光の出射特性に影響が及ぶのを回避することができる。

その他の構成、動作及び形成加工方法、並びに作用効果は実施形態３と同一である。

（実施形態５）
図８及び９は、実施形態５に係る光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００を示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は同一符号で示す。これも、レーザー光等の光の伝送に用いられる光ファイバアセンブリの出射端側端部構造である。

この光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００では、実施形態１〜４のような全周に渡る融着部１４０は無く、光ファイバ１１１の先端の外周部及びガラスチューブ１２０の内周部の光通過部分を含むように融着した融着部１５０が形成されている。

以上のような構成の光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００では、光ファイバ１１１の先端の外周部及びガラスチューブ１２０の内周部の光通過部分を含むように融着部１５０で融着しているので、それらの間に不純物が介在し、それがレーザー光の伝送に影響を及ぼすということがない。

そして、この光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００を形成加工するときには、図１０に示すように、光ファイバ１１１の先端の外周部及びガラスチューブ１２０の内周部の光通過部分を含む部分において、外側からレーザー（ＣＯ_２レーザー等）、ガストーチ、放電、電熱ヒータ等により加熱することにより、光ファイバ１１１とガラスチューブ１２０とを融着させて融着部１５０を形成する。このとき、加熱温度を、ガラスチューブ１２０の内側層１２１の融点以上で且つ外側層１２２及び光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂの融点未満の温度とする。これにより、ガラスチューブ１２０の内側層１２１のみが溶融して未溶融の光ファイバ１１１に融着することとなるので、光ファイバ１１１及びガラスチューブ１２０の双方が溶融して大きな構造変化を生じることがなく、光の出射特性に影響が及ぶのを回避することができる。

実施形態５では、光ファイバ１１１がコア１１１ａ及びクラッド１１１ｂを有し、ガラスチューブ１２０の内側層１２１が外側層１２２及び光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂよりも融点が低い材料で形成されている構成としたが、この変形例として、図１１及び１２に示すように、光ファイバ１１１がクラッド１１１ｂを被覆するサポート層１１１ｃをさらに有し、ガラスチューブ１２０の内側層１２１が外側層１２２及び光ファイバ１１１のサポート層１１１ｃよりも融点が低い材料で形成されている構成であってもよい。かかる構成としては、例えば、光ファイバ１１１が、純粋石英でコア１１１ａが形成され、フッ素やＢＦ_３等が２０ｍｏｌ％以下ドープされて低屈折率化した石英でクラッド１１１ｂが形成され、且つさらに純粋石英でサポート層１１１ｃが形成され、ガラスチューブ１２０が、フッ素やＢＦ_３等が２０ｍｏｌ％以下ドープされて低融点化した石英で内側層１２１が形成され且つ純粋石英で外側層１２２が形成された構成が挙げられる。この場合、光ファイバ１１１は、コア１１１ａの屈折率が１．４５〜１．４６で、クラッド１１１ｂの屈折率が１．４４〜１．４７、サポート層１１１ｃの屈折率が１．４５〜１．４６及び融点が１４００℃以上である。また、ガラスチューブ１２０は、内側層１２１の融点が９００℃以上で、外側層１２２の融点が１４００℃以上である。なお、光ファイバ１１１は、例えば、コア径が１０〜２４００μｍ、クラッド径が２５〜２５００μｍ、サポート層が３０〜２６００μｍである。

（実施形態６）
実施形態６に係る光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００は外観構成が実施形態５と同一であるので、図８及び９を用いて説明する。

そして、この光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００を形成加工するときには、光ファイバ１１１の先端の外周部及びガラスチューブ１２０の内周部の光通過部分を含む部分において、外側から所定波長のレーザー光を照射することにより、光ファイバ１１１とガラスチューブ１２０とを融着させて融着部１５０を形成する。このとき、レーザー光の波長を、内側層１２１が高い吸収性能を示し且つ外側層１２２及び光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂが非常に低い吸収性能を示すものとする。これにより、レーザー吸収性能が高い材料で形成されたガラスチューブ１２０の内側層１２１のみが溶融して未溶融の光ファイバ１１１に融着することとなるので、光ファイバ１１１及びガラスチューブ１２０の双方が溶融して大きな構造変化を生じることがなく、光の出射特性に影響が及ぶのを回避することができる。

実施形態６では、光ファイバ１１１がコア１１１ａ及びクラッド１１１ｂを有し、ガラスチューブ１２０の内側層１２１が外側層１２２及び光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂよりも所定波長のレーザー光の吸収性能が高い材料で形成されている構成としたが、この変形例として、図１１及び１２に示すように、光ファイバ１１１がクラッド１１１ｂを被覆するサポート層１１１ｃをさらに有し、ガラスチューブ１２０の内側層１２１が外側層１２２及び光ファイバ１１１のサポート層１１１ｃよりも所定波長のレーザー光の吸収性能が高い材料で形成されている構成であってもよい。かかる構成としては、例えば、光ファイバ１１１が、純粋石英でコア１１１ａが形成され、フッ素やＢＦ_３等が２０ｍｏｌ％以下ドープされて低屈折率化した石英でクラッド１１１ｂが形成され、且つさらに純粋石英でサポート層１１１ｃが形成され、ガラスチューブ１２０が、鉛ガラス或いはＯＨ値が７００ｐｐｍ以上である高レーザー吸収性能の石英で内側層１２１が形成され且つ純粋石英で外側層１２２が形成された構成が挙げられる。この場合、ガラスチューブ１２０の内側層１２１は、波長９．２〜１０．８μｍのレーザー光の吸収性能が高く、一方、外側層１２２及び光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂは、そのレーザー光の吸収性能が非常に低い。なお、光ファイバ１１１は、例えば、コア径が１０〜２４００μｍ、クラッド径が２５〜２５００μｍ、サポート層が３０〜２６００μｍである。

その他の構成、動作及び形成加工方法、並びに作用効果は実施形態５と同一である。

（実施形態７）
図１３及び１４は、実施形態７に係る光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００を示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は同一符号で示す。これも、レーザー光等の光の伝送に用いられる光ファイバアセンブリの出射端側端部構造である。

そして、この光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００を形成加工するときには、光ファイバ１１１の先端の外周部及びガラスチューブ１２０の内周部の光通過部分を含む部分において、外側からレーザー（ＣＯ_２レーザー等）、ガストーチ、放電、電熱ヒータ等により加熱することにより、光ファイバ１１１とガラスチューブ１２０とを融着させて融着部１５０を形成する。このとき、加熱温度を、光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂの融点以上で且つガラスチューブ１２０の融点未満の温度とする。これにより、光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂのみが溶融して未溶融のガラスチューブ１２０に融着することとなるので、光ファイバ１１１及びガラスチューブ１２０の双方が溶融して大きな構造変化を生じることがなく、光の出射特性に影響が及ぶのを回避することができる。

（実施形態８）
実施形態８に係る光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００は外観構成が実施形態７と同一であるので、図１３及び１４を用いて説明する。

そして、この光ファイバ・ガラスチューブ融着構造１００を形成加工するときには、光ファイバ１１１の先端の外周部及びガラスチューブ１２０の内周部の光通過部分を含む部分において、外側から所定波長のレーザー光を照射することにより、光ファイバ１１１とガラスチューブ１２０とを融着させて融着部１５０を形成する。このとき、レーザー光の波長を、光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂが高い吸収性能を示し且つガラスチューブ１２０が非常に低い吸収性能を示すものとする。これにより、レーザー吸収性能が高い材料で形成された光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂのみが溶融して未溶融のガラスチューブ１２０に融着することとなるので、光ファイバ１１１及びガラスチューブ１２０の双方が溶融して大きな構造変化を生じることがなく、光の出射特性に影響が及ぶのを回避することができる。

その他の構成、動作及び形成加工方法、並びに作用効果は実施形態７と同一である。

（その他の実施形態）
上記実施形態１〜８では、ガラスチューブ１２０の内側層１２１又は光ファイバ１１１のクラッド１１１ｂの全体が低融点である或いは高レーザー吸収性能である構成としたが、特にこれらに限定されるものではなく、少なくとも融着部分がそれらの材料で形成されたものであればよい。

上記実施形態１〜８では、筒状のガラスチューブ１２０を光ファイバ１１１に融着した後に他端を封止したが、特にこれに限定されるものではなく、予め他端を封止してキャップ状に形成したガラスチューブ１２０を光ファイバ１１１に融着するようにしてもよい。

上記実施形態１〜８では、緩衝層１１２及び被覆層１１３を同一長さだけ剥がした構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、図１５に示すように、緩衝層１１２を被覆層１１３の端面から僅かに突出させ、その部分もガラスチューブ１２０に挿入した構成であってもよい。

上記実施形態１〜４では全周融着のみした構成、及び、実施形態５〜８では光通過部分を含む部分を融着のみした構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、図１６（ａ）に示すように、実施形態１及び５を組み合わせた構成、或いは、実施形態３及び７を組み合わせた構成、図１６（ｂ）に示すように、実施形態２及び６を組み合わせた構成、或いは、実施形態４及び８を組み合わせた構成としたものであってもよい。

本発明は、光ファイバ・ガラスチューブ融着構造及びそれを備えた光ファイバアセンブリ、並びに、それに用いるガラスチューブについて有用である。

実施形態１の光ファイバ・ガラスチューブ融着構造の縦断面図である。図１のII-II断面図である。（ａ）〜（ｅ）は実施形態１の光ファイバ・ガラスチューブ融着構造の形成加工方法を示す図である。実施形態１及び２の変形例の光ファイバ・ガラスチューブ融着構造の縦断面図である。図４のＶ-Ｖ断面図である。実施形態３の光ファイバ・ガラスチューブ融着構造の縦断面図である。図６のVII-VII断面図である。実施形態５の光ファイバ・ガラスチューブ融着構造の縦断面図である。図８のIX-IX断面図である。実施形態５の光ファイバ・ガラスチューブ融着構造の形成加工方法を示す図である。実施形態５及び６の変形例の光ファイバ・ガラスチューブ融着構造の縦断面図である。図１１のXII-XII断面図である。実施形態７の光ファイバ・ガラスチューブ融着構造の縦断面図である。図１３のXIV-XIV断面図である。その他の実施形態の光ファイバ・ガラスチューブ融着構造の一部分を示す図である。（ａ）及び（ｂ）は、別のその他の実施形態の光ファイバ・ガラスチューブ融着構造の縦断面図である。

符号の説明

１００光ファイバ・ガラスチューブ融着構造
１１１光ファイバ
１２０ガラスチューブ
１２１内側層
１２２外側層

Claims

ガラス製の光ファイバと、該光ファイバが挿通されたガラスチューブと、を備え、該光ファイバの外周部と該ガラスチューブの内周部とが少なくとも一部分で融着した光ファイバ・ガラスチューブ融着構造であって、
上記ガラスチューブは、該ガラスチューブの融着部分を構成すると共に上記光ファイバの融着部分よりも融点が低い材料で形成された内側層と、該内側層の外側に設けられた該内側層よりも融点が高い材料で形成された外側層と、の二層構造を有する光ファイバ・ガラスチューブ融着構造。
請求項１に記載された光ファイバ・ガラスチューブ融着構造において、
上記光ファイバは、その先端部が上記ガラスチューブの一端から挿通されていると共に、該ガラスチューブに接着剤で接着されており、
上記光ファイバと上記ガラスチューブとは、それらの接着部よりも先端側において、該光ファイバと該ガラスチューブとが全周に渡って融着している光ファイバ・ガラスチューブ融着構造。
請求項１に記載された光ファイバ・ガラスチューブ融着構造において、
上記光ファイバは、その先端部が上記ガラスチューブの一端から挿通されていると共に、該ガラスチューブの側面から光を出射するように端面加工が施されており、
上記光ファイバと上記ガラスチューブとは、該光ファイバの外周部及び該ガラスチューブの内周部の光通過部分を含むように融着している光ファイバ・ガラスチューブ融着構造。
請求項１に記載された光ファイバ・ガラスチューブ融着構造において、
上記光ファイバは、コアと、該コアを被覆するクラッドと、該クラッドを被覆するサポート層と、を有する光ファイバ・ガラスチューブ融着構造。
請求項２乃至４のいずれかに記載された光ファイバ・ガラスチューブ融着構造において、
上記ガラスチューブの他端が封止されている光ファイバ・ガラスチューブ融着構造。
ガラス製の光ファイバと、該光ファイバの先端部が一端から挿通され且つ他端が封止されたガラスチューブと、を備え、該光ファイバが該ガラスチューブに接着剤で接着された光ファイバアセンブリであって、
上記光ファイバと上記ガラスチューブとは、それらの接着部よりも先端側において、該光ファイバと該ガラスチューブとが全周に渡って融着しており、且つ、該ガラスチューブは、該ガラスチューブの融着部分を構成すると共に上記光ファイバの融着部分よりも融点が低い材料で形成された内側層と、該内側層の外側に設けられた該内側層よりも融点が高い材料で形成された外側層と、の二層構造を有する光ファイバアセンブリ。
ガラス製の光ファイバと、該光ファイバの先端部が一端から挿通された且つ他端が封止されたガラスチューブと、を備え、該光ファイバに該ガラスチューブの側面から光を出射するように端面加工が施された光ファイバアセンブリであって、
上記光ファイバと上記ガラスチューブとは、該光ファイバの外周部及び該ガラスチューブの内周部の光通過部分を含むように融着しており、且つ、該ガラスチューブは、該ガラスチューブの融着部分を構成すると共に上記光ファイバの融着部分よりも融点が低い材料で形成された内側層と、該内側層の外側に設けられた該内側層よりも融点が高い材料で形成された外側層と、の二層構造を有する光ファイバアセンブリ。
ガラス製の光ファイバが挿通されて該光ファイバの外周部の少なくとも一部分が内周部に融着されるガラスチューブであって、
上記ガラスチューブの融着部分を構成すると共に上記光ファイバの融着部分よりも融点が低い材料で形成された内側層と、該内側層の外側に設けられた該内側層よりも融点が高い材料で形成された外側層と、の二層構造を有するガラスチューブ。