JP5100693B2 - 光ファイバの保持構造 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバの保持構造に関する。

従来、光増幅物質としてイットリビウム（Ｙｂ）やエルビウム（Ｅｒ）等の希土類元素をコア部に添加した増幅光ファイバを増幅媒体にし、この増幅光ファイバの両端に光ファイバグレーティングを接続して形成されるファブリペロー型の光共振器を備えた光ファイバレーザが提案されている（たとえば特許文献１参照）。

この光ファイバレーザは、ダブルクラッド型の増幅光ファイバを採用し、より高出力の励起光源を利用できるようにして、たとえば１００Ｗ以上の高出力化を実現している。そして、このような高出力の光ファイバレーザは、たとえば光通信用の光源として利用されている。また、近年、光ファイバ中の非線形光学効果が高い非線形光ファイバと組み合わせて、非線形光学効果によって各種光信号処理を行う光信号処理装置においても、このような高出力の光ファイバレーザが利用されている。

特開２００７−２７３６００号公報

ところで、上記のような光ファイバレーザに用いられる増幅光ファイバ、あるいは非線形光ファイバにおいては、伝搬する光の強度が極めて強い。その結果、光ファイバ中の光損失が小さくても、それによって失われる光エネルギーも大きくなるため、光ファイバが発熱しやすいものとなる。このような発熱は、光ファイバにおける温度依存性の高い光学特性を変動させたり、光ファイバおよびこれを用いた装置の信頼性を低下させたりする原因となる場合がある。したがって、これらの光ファイバを装置内に保持するための保持構造についても、放熱性が高いとともに光ファイバを低光損失で保持できることが強く望まれている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、放熱性が高いとともに光ファイバを低光損失で保持できる光ファイバの保持構造を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光ファイバの保持構造は、互いに重ならないように巻いた状態にされた光ファイバを保持するための表面を有し、少なくとも該表面が、熱伝導率が０．５Ｗ／ｍＫ以上であり、かつアスカーＣ硬度が２０〜５０である熱伝導性成形体からなることを特徴とする。

また、本発明に係る光ファイバの保持構造は、上記の発明において、前記熱伝導性成形体は、圧縮強度がピーク値で１０〜３０Ｎ／ｃｍ²、安定値で３〜１０Ｎ／ｃｍ²であることを特徴とする。

また、本発明に係る光ファイバの保持構造は、上記の発明において、前記熱伝導性成形体は、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍＫ以上であり、かつアスカーＣ硬度が２５〜４０であることを特徴とする。

また、本発明に係る光ファイバの保持構造は、上記の発明において、前記熱伝導性成形体は、熱伝導率が１．５Ｗ／ｍＫ以上であり、アスカーＣ硬度が２５〜３５であり、圧縮強度がピーク値で１５〜２５Ｎ／ｃｍ²であることを特徴とする。

また、本発明に係る光ファイバの保持構造は、上記の発明において、前記熱伝導性成形体は、複数の熱伝導性シートが堆積して形成されており、該各熱伝導性シートの対向する表面の間に挟むように前記光ファイバを保持することを特徴とする。

また、本発明に係る光ファイバの保持構造は、上記の発明において、該保持構造の内部または外表面に配設した冷却手段をさらに備えることを特徴とする。

本発明によれば、放熱性が高いとともに光ファイバを低光損失で保持できる光ファイバの保持構造を実現できるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係る光ファイバの保持構造を用いた光ファイバレーザの模式図である。 図２は、図１に示す増幅光ファイバの長手方向に垂直な断面における模式的な断面図である。 図３は、図１に示す保持構造の模式的な斜視図である。 図４は、図３に示す保持構造のＡ−Ａ線断面図である。 図５は、実施例１〜７に係る光ファイバレーザにおける熱伝導性成型体の特性および光ファイバ温度（ΔＴ）ならびにコイル形状安定性を示す図である。 図６は、比較例１〜５に係る光ファイバレーザにおける熱伝導性成型体の特性および光ファイバ温度（ΔＴ）ならびにコイル形状安定性を示す図である。 図７は、変形例１に係る保持構造の模式的な透視斜視図である。 図８は、変形例２に係る保持構造の模式的な斜視図である。 図９は、図８に示す保持構造のＢ−Ｂ線断面図である。

以下に、図面を参照して本発明に係る光ファイバの保持構造の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光ファイバの保持構造を用いた光ファイバレーザ１００の模式図である。図１に示すように、この光ファイバレーザ１００は、ｎを１以上の整数として、波長９７５±５ｎｍの励起光を出力するマルチモード半導体レーザである半導体レーザ１₁〜１_nを備えた励起光源１と、マルチモード光ファイバ２₁〜２_nと、ＴＦＢ（Tapered Fiber Bundle）３と、マルチモード光ファイバ４と、屈折率が周期的に変化する構造を有するグレーティング部５１が形成された光ファイバグレーティング５と、増幅光ファイバ６と、グレーティング部７１が形成された光ファイバグレーティング７と、シングルモード光ファイバ８ａを有する光コネクタ等の出力端子８とを備える。さらに、この光ファイバレーザ１００は、増幅光ファイバ６の保持構造９を備えている。

マルチモード光ファイバ２₁〜２_nは、半導体レーザ１₁〜１_nが出力する励起光を導波するように接続されている。また、ＴＦＢ３は、マルチモード光ファイバ２₁〜２_nが導波した各励起光を結合し、マルチモード光ファイバ４から出力させるように構成されている。また、光ファイバグレーティング５は、マルチモード光ファイバ４と接続点Ｃ１において融着接続している。また、増幅光ファイバ６は、光ファイバグレーティング５と接続点Ｃ２において融着接続している。また、光ファイバグレーティング７は、増幅光ファイバ６と接続点Ｃ３において融着接続している。また、出力端子８のシングルモード光ファイバ８ａは、光ファイバグレーティング７と接続点Ｃ４において融着接続している。

図２は、図１に示す増幅光ファイバ６の長手方向に垂直な断面における模式的な断面図である。この増幅光ファイバ６は、ゲルマニウムが添加されるとともに、光増幅媒質としてのエルビウム（Ｅｒ）とイッテルビウム（Ｙｂ）とが共添加されたシリカガラスからなるコア部６ａと、コア部６ａの外周に形成され、コア部６ａよりも低屈折率のシリカガラスからなる内側クラッド部６ｂと、内側クラッド部６ｂの外周に形成され、内側クラッド部６ｂよりも低屈折率の樹脂からなる外側クラッド部６ｃとを備えるダブルクラッド型の増幅光ファイバである。なお、増幅光ファイバ６の外径はたとえば２５０μｍである。

なお、光ファイバグレーティング５も、増幅光ファイバ６と同様の断面構造を有し、コア部にはゲルマニウムが添加されているダブルクラッド型の光ファイバである。また、光ファイバグレーティング７は、ダブルクラッド型ではなく、図２に示す増幅光ファイバ６の構造において、内側クラッド部６ｂと外側クラッド部６ｃとからなるクラッド部を１層のクラッド部に置き換え、さらにこのクラッド部の外周に光ファイバのガラス部分の保護のための樹脂被覆を備えた構造を有している。

また、シングルモード光ファイバ８ａも、光ファイバグレーティング７と同様の構造を有する光ファイバとなっている。また、マルチモード光ファイバ２₁〜２_n、４はコア部とクラッド部とを備えた通常の構造を有し、コア部のコア径がたとえば１０５μｍのマルチモード光ファイバであり、励起光の波長の光をマルチモードで伝搬するように構成されている。なお、マルチモード光ファイバ４として、ダブルクラッド型の光ファイバを用いてもよい。

また、光ファイバグレーティング５、７に形成されたグレーティング部５１、７１は、増幅光ファイバ６のコア部６ａに添加された光増幅物質であるＥｒの発光帯域内の所定の波長、たとえば１５５６ｎｍ近傍の波長を中心とした反射帯域を有するようにピッチ等が設定されている。また、グレーティング部５１の最大反射率は約１００％であり、グレーティング部７１の最大反射率は約１０〜３０％である。

つぎに、保持構造９について説明する。図３は、図１に示す保持構造９の模式的な斜視図である。この保持構造９は、たとえばアルミニウム等の金属からなる基体９ａと、基体９ａの上面の少なくとも一部を覆うように密着して形成された、シート状の熱伝導性成形体９ｂとを備えている。熱伝導性成形体９ｂの厚さはたとえば０．５〜１０ｍｍである。また、この保持構造９は、この光ファイバレーザ１００の筐体に取り付けられている。または、この筐体の一部が基体９ａを兼ねている。そして、この保持構造９は、熱伝導性成形体９ｂの表面において、互いに重ならないように同心円状に巻いた状態にされた増幅光ファイバ６を保持している。

つぎに、この光ファイバレーザ１００の動作について説明する。はじめに、半導体レーザ１₁〜１_nが波長９７５±５ｎｍの励起光を出力すると、マルチモード光ファイバ２₁〜２_nが各励起光を導波し、ＴＦＢ３が、導波した各励起光を結合してマルチモード光ファイバ４に出力する。マルチモード光ファイバ４は結合した励起光をマルチモードで伝搬する。その後、光ファイバグレーティング５がマルチモード光ファイバ４を伝搬した励起光を透過して、増幅光ファイバ６に到達させる。

増幅光ファイバ６に到達した励起光は、増幅光ファイバ６の内側クラッド部６ｂ内をマルチモードで伝搬しながら、増幅光ファイバ６のコア部６ａに添加したＹｂを介してＥｒを光励起し、波長１５６０ｎｍを含む波長帯域を有する蛍光を発光させる。この蛍光は、光ファイバグレーティング５、７が構成する光共振器内をシングルモードで往復しながら、Ｅｒの誘導放出作用により増幅され、発振波長１５６０ｎｍにおいてレーザ発振する。そして、光ファイバレーザ１００は、出力端子８から、たとえば光強度が１００Ｗのレーザ光Ｌ１を出力する。

ここで、増幅光ファイバ６の中には、励起光と、レーザ発振光が存在するため、光強度が極めて強くなっている。そのため、増幅光ファイバ６はその中の光損失によって発熱する。また、増幅光ファイバ６の場合、その中で励起光からレーザ発振光への変換が、所定のエネルギー変換効率で行われる。そのため、その変換の際に失われたエネルギーが熱となるので、特に発熱しやすいものとなる。

しかしながら、この光ファイバレーザ１００においては、増幅光ファイバ６は、熱伝導率が０．５Ｗ／ｍＫ以上であり、かつアスカーＣ硬度が２０〜５０である熱伝導性成形体９ｂ上に巻き付けられた状態で、保持構造９に保持されている。その結果、増幅光ファイバ６は、曲げによる過剰な光損失が発生しないように保持されるため過剰な熱が発生せず、かつ発生した熱は速やかに放熱される。したがって、増幅光ファイバ６の温度上昇は抑制され、エネルギー変換効率の低下が防止され、信頼性も維持される。

図４は、図３に示す保持構造９のＡ−Ａ線断面図である。図４に示すように、保持構造９において、増幅光ファイバ６は、適度な硬度を有する熱伝導性成形体９ｂに適度に沈み込み、微少な曲げ等が発生しない状態で保持されるので、曲げ損失等の過剰な光損失が発生しないものとなる。また、増幅光ファイバ６において発生した熱は、熱伝導性成形体９ｂの高い熱伝導率によって速やかに放熱される。また、この保持構造９は、増幅光ファイバ６を互いに重ならないように同心円状に巻いた状態で保持するので、増幅光ファイバ６の重なり合いによる曲げ損失も防止できる。

なお、一般的に、光ファイバは芯体が主にシリカガラスからできており、ある一定の弾性を有している。また、光ファイバは、その製造時にはボビンやドラムに巻き取られ、その状態で次の使用時まで保管される。こうした保管状態や期間によっては、主に光ファイバの外周の樹脂被覆層が受けている巻取り時の応力や歪みが緩和して、ある種の「巻きぐせ」が残留する場合がしばしば生じる。そのため、たとえば光ファイバレーザ等において、装置の筐体への収容のために、同心円状に巻いた状態で光ファイバを保持しようとしても、光ファイバ自身の弾性や巻きぐせに従って、所望の形状から崩れようとしてしまう。したがって、熱伝導性成型体を用いて光ファイバの放熱を行う場合には、こうした形状の崩れを防ぐために、熱伝導性成型体に対して、光ファイバを所望の形状に固定するためのある種の粘着性が求められる。

しかしながら、従来の熱伝導性成型体の場合、熱伝導性充填剤を多量に含んでいるため、硬さや圧縮応力を受けた場合の歪み量等が適切ではなく、上記のような光ファイバを固定するための粘着性は望めない。あるいは、従来の熱伝導性成型体表面に粘着層を設けて光ファイバを固定する方法も考案され得るが、一定以上の粘着力を有する粘着層には十分な熱伝導性を付与することはできないため、熱伝導性が低下してしまう。

一方、熱伝導性成型体の硬度を下げ、圧縮に対する反発弾性を極端に低くする方法も考案され得るが、適度な硬度及び圧縮応力に対する歪み量を有しない熱伝導性成型体に光ファイバを保持した場合、形状の崩れは生じないものの、コイル状態の成形時あるいは装置の組み立て時に、光ファイバ上に局所的な曲げが容易に生じ、かつその曲げが生じたまま保持されることによって、光ファイバに曲げ損失が発生するおそれがある。

これに対して、本実施の形態１では、保持構造９において、熱伝導率が０．５Ｗ／ｍＫ以上であり、かつアスカーＣ硬度が２０〜５０である熱伝導性成形体９ｂを用いることによって、微少な曲げ等が発生しない状態での増幅光ファイバ６の保持を実現し、かつ十分な放熱性を確保しているのである。

なお、熱伝導性成形体９ｂの特性としては、圧縮強度がピーク値で１０〜３０Ｎ／ｃｍ²、安定値で３〜１０Ｎ／ｃｍ²であることが、より好ましい。また、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍＫ以上であり、かつアスカーＣ硬度が２５〜４０であることが、さらに好ましい。また、熱伝導率が１．５Ｗ／ｍＫ以上であり、アスカーＣ硬度が２５〜３５であり、圧縮強度がピーク値で１５〜２５Ｎ／ｃｍ²であることが一層好ましい。

また、上記の特性を有する熱伝導性成形体９ｂは、たとえば、アクリルゴムと熱可塑性エラストマーを所定の配合比で配合したベースゴムに対して、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、チッ化ホウ素、チッ化アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の熱伝導性フィラーを所定量含有させ、好ましくは適宜軟化剤を含有させた熱伝導性組成物をシート状に成形することによって実施することができる。

以上説明したように、本実施の形態１に係る光ファイバの保持構造９は、放熱性が高いとともに増幅光ファイバ６を低光損失で保持できるものである。

（実施例１〜７、比較例１〜５）
つぎに、本発明を実施例、比較例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

本発明の実施例１〜７、比較例１〜５として、図１に示すものと同様の構成の光ファイバレーザを作製した。この際、保持構造としては、アルミニウムからなる板状の基体の表面に、厚さ３ｍｍのシート状の熱伝導性成形体を貼り付けたものとした。そして、この保持構造の上に長さ２０ｍの増幅光ファイバを同心円状に巻いた状態にし、増幅光ファイバに一様に所定の圧力を加えて熱伝導性成形体に押し付けて固定した。また、１８個の半導体レーザから出力する励起光の強度をそれぞれ１０Ｗとし、出力端子から出力するレーザ光の強度が１００Ｗになるように光ファイバレーザを構成した。

ここで、各実施例、比較例においては、異なる組成の熱伝導性成形体を用い、その熱伝導率、アスカーＣ硬度、圧縮強度が異なるようにした。具体的には、アクリルゴムと熱可塑性エラストマーとの配合比が異なるベースゴム１００質量部に対して、熱伝導フィラーとして、形状が球状であり平均粒径が３５μｍである酸化アルミニウムＡ、形状が丸味状であり平均粒径が２２μｍである酸化アルミニウムＢ、および形状が不定形であり平均粒径が８μｍである水酸化アルミニウムから少なくとも１種を所定の質量部だけ配合し、さらに軟化剤として、ポリエーテルエステル系オイルであるオイルＡ、パラフィン系オイルであるオイルＢを所定の質量部だけ配合して、これらを混練して熱伝導性ゴム組成物を作製し、さらにこの熱伝導性ゴム組成物を押出機で厚さ３ｍｍのシート状に押し出して熱伝導性成形体としたものを用いた。

なお、このように作製した熱伝導性成形体について、熱伝導率、アスカーＣ硬度、圧縮強度は以下のようにして測定した。まず、熱伝導率はＪＩＳ Ｒ ２６１６に規定する熱線法に準拠し、京都電子工業社製の迅速熱伝導率計により、各実施例、比較例に係る熱伝導性成形体を２枚重ねとして厚さ６ｍｍの状態で測定した。また、アスカーＣ硬度は高分子計器社製のアスカーＣ型硬度計を用いて測定した。

また、圧縮強度は、各実施例、比較例に係る熱伝導性成形体を３ｍｍ×２０ｍｍ×２０ｍｍの大きさの試料として、市販の圧縮試験機にて各試料を５ｍｍ／分の速度で圧縮し、厚さの３０％を圧縮した時点のピーク値、及びそのまま１０分間経過したときの安定値を測定した。

そして、作製した各実施例、比較例に係る光ファイバレーザに対して、以下の評価を行った。

＜光ファイバ温度（ΔＴ）＞
ここでは、光ファイバ温度（ΔＴ）とは、増幅光ファイバの温度分布を、ＮＥＣ Ａｖｉｏ赤外線テクノロジー社製の可視赤外切替機能付きサーモグラフィー（サーモトレーサＴＨ９２６０）で外部から観察した場合に、サーモグラフィーの視野中での最も高い温度と、室温との温度差を意味している。

＜コイル形状安定性＞
コイル形状安定性とは、図３、４に示すように配置した増幅光ファイバの同心円状のコイル形状の初期配置を維持しているかどうかを意味している。この評価は、所定時間ごとに増幅光ファイバの状態を目視観察し、初期配置からのずれ（移動）の有無を確認することによって実行した。

＜結果＞
図５は、実施例１〜７に係る光ファイバレーザにおける熱伝導性成型体の特性および光ファイバ温度（ΔＴ）ならびにコイル形状安定性を示す図である。図５に示すように、この実施例１〜７では、熱伝導性成形体の熱伝導率が０．５Ｗ／ｍＫ以上であり、かつアスカーＣ硬度が２０〜５０であるため、光ファイバ温度が低く抑えられている。さらに実施例３及び４においては、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍＫ以上であることから、光ファイバ温度の上昇がより低く抑えられており、さらに実施例５〜７においては、熱伝導率が１．５Ｗ／ｍＫ以上であることからさらに光ファイバ温度の上昇が低く抑えられている。併せて、実施例４〜７においては、アスカーＣ硬度がより好ましい範囲である２５〜４０であり、かつ、圧縮強度のピーク値がより好ましい範囲である１５〜２５Ｎ／ｃｍ²であるため、光ファイバを保持する際の粘着性が最適な状態にある。この点も、光ファイバ温度の抑制に寄与しているものと考えられる。なお、コイル形状安定性については、いずれの実施例とも、２４０時間後においても増幅光ファイバの初期配置からのずれは見られなかった。すなわちコイル形状は安定していた。

一方、図６は、比較例１〜５に係る光ファイバレーザにおける熱伝導性成型体の特性および光ファイバ温度（ΔＴ）ならびにコイル形状安定性を示す図である。図６に示すように、比較例１、２では、熱伝導性成形体の熱伝導性が十分ではないため、増幅光ファイバの温度がほぼ一様に上昇しており、光ファイバ温度（ΔＴ）が増大している。特に、比較例２では、光ファイバ温度（ΔＴ）が＋７０℃に達しており、この状態で使用し続けると増幅光ファイバの外側クラッド層の劣化、ひいては装置寿命の低下につながることが予想される。また、比較例５に関しては、熱伝導性成型体が柔らかすぎるため、増幅光ファイバに局所的な曲げが発生しており、その部分での大きな温度上昇すなわち光ファイバ温度（ΔＴ）の増大が生じた。なお、比較例３、４については、コイル形状安定性がファイバの配置が初期配置から脱離してしまい、光ファイバの温度（ΔＴ）の測定を中断する結果となった。比較例１，２，５については、いずれの比較例とも、２４０時間後においても増幅光ファイバの初期配置からのずれは見られなかった。すなわちコイル形状は安定していた。

（変形例）
上記実施の形態１において用いることができる保持構造は、図１に示したものに限られない。以下、実施の形態１において用いることができる保持構造の変形例について説明する。

（変形例１）
図７は、変形例１に係る保持構造の模式的な透視斜視図である。図７に示すように、変形例１に係る保持構造１９は、図１に示す保持構造９と同様に、アルミニウム等の金属からなる基体１９ａと熱伝導性成形体９ｂとを備えている。しかし、保持構造９とは異なり、この保持構造１９には、基体１９ａには冷却手段としての配管１９ｂ〜１９ｄが配設されている。また、この保持構造１９は、熱伝導性成形体９ｂの表面と、基体１９ａの表面との間に挟むようにして、互いに重ならないように同心円状に巻いた状態にされた増幅光ファイバ６を保持している。なお、増幅光ファイバ６は、適度な硬度を有する熱伝導性成形体９ｂに沈み込むため、基体１９ａと熱伝導性成形体９ｂとは密着した状態となっている。

ここで、配管１９ｂ、１９ｃはそれぞれ、一端が外部に配置されたポンプ等の給排水機構に接続しており、他端が配管１９ｄに接続している。また、配管１９ｄは、基体１９ａ内部に張り巡らされている。そして、配管１９ｂは、給排水機構から供給された冷却水を配管１９ｄに導入し、配管１９ｄは冷却水を基体１９ａ内に流し、配管１９ｂは配管２９ｄから給排水機構へ冷却水を排水する。この際、配管１９ｄを流れる冷却水が、熱伝導性成形体９ｂを冷却するので、増幅光ファイバ６において発生した熱はより一層速やかに放熱される。なお、冷却水の代わりに、クーラント液等の冷却媒体を用いてもよい。

なお、増幅光ファイバ６は、互いに重ならないように巻いた状態にされているが、増幅光ファイバ６のうち、外部に取り出される部分については、巻いた状態の部分と重なり合いが生じる（図７において符号Ｘで示す部分）。しかしながら、この重なり合いはわずかであり、かつ増幅光ファイバ６は熱伝導性成形体９ｂに沈み込むため、この部分Ｘにおける増幅光ファイバ６の重なり合いによる曲げ損失は軽微であり、無視しうる。

また、この変形例１においては、熱伝導性成形体９ｂが基体１９ａと同じ面積であるため、放熱性が高く好ましい。しかしながら、熱伝導性成形体９ｂについては、増幅光ファイバ６を覆うような形状のものであれば、保持性および放熱性の点で十分である。したがって、熱伝導性成形体としては、たとえば、増幅光ファイバ６が置かれている領域の形状と合わせたドーナツ形状のものを用いてもよい。

（変形例２）
図８は、変形例２に係る保持構造の模式的な斜視図である。図８に示すように、変形例２に係る保持構造２９においては、熱伝導性成形体である複数の熱伝導性シート２９ｂ〜２９ｇが、基体９ａの上面に堆積して形成されている。この熱伝導性シート２９ｂ〜２９ｇは、実施の形態１の熱伝導性成形体９ｂと同様に、熱伝導率が０．５Ｗ／ｍＫ以上であり、かつアスカーＣ硬度が２０〜５０のものである。

図９は、図８に示す保持構造２９のＢ−Ｂ線断面図である。図９に示すように、この保持構造２９は、熱伝導性シート２９ｂ〜２９ｇの対向する表面の間に挟むようにして、増幅光ファイバ６を保持している。なお、増幅光ファイバ６は、適度な硬度を有する熱伝導性シート２９ｂ〜２９ｇに沈み込むため、熱伝導性シート２９ｂ〜２９ｇ同士は密着した状態となっている。また、増幅光ファイバ６は、熱伝導性シート２９ｂ〜２９ｇの間のそれぞれにおいては、１重に巻いた状態となっている。したがって、増幅光ファイバ６同士は互いに重ならないように保持されている。このような保持構造２９も、放熱性が高いとともに光ファイバを低光損失で保持できるものとなる。

なお、上記実施の形態１および変形例２において、基体９ａを、配管１９ｂ〜１９ｄを配設した変形例１の基体１９ａに置き換えてもよい。また、冷却手段としては、変形例１のような配管１９ｂ〜１９ｄと冷却水とを用いたものに限られず、たとえば保持構造の外表面にペルチェ素子を配設して冷却手段として用いてもよい。

また、上記実施の形態およびその変形例において、保持構造は増幅光ファイバを保持するものであるが、保持すべき光ファイバはこれに限定されない。たとえば、非線形光学効果として四光波混合を利用する非線形光ファイバは、高強度の光を入力させるものであり、温度依存性があるゼロ分散波長特性を利用するものである。したがって、本発明に係る光ファイバの保持構造を適用すれば、ゼロ分散波長の変動を防止できるため、四光波混合の発生効率の低下を防止し、また非線形光ファイバおよびこれを用いる装置の信頼性を維持することができる。

１ 励起光源
１₁〜１_n 半導体レーザ
２₁〜２_n マルチモード光ファイバ
３ ＴＦＢ
４ マルチモード光ファイバ
５、７ 光ファイバグレーティング
６ 増幅光ファイバ
６ａ コア部
６ｂ 内側クラッド部
６ｃ 外側クラッド部
８ 出力端子
８ａ シングルモード光ファイバ
９、１９、２９ 保持構造
９ａ、１９ａ 基体
９ｂ 熱伝導性成形体
１９ｂ〜１９ｄ 配管
２９ｂ〜２９ｇ 熱伝導性シート
５１ グレーティング部
７１ グレーティング部
１００ 光ファイバレーザ
Ｃ１〜Ｃ４ 接続点
Ｌ１ レーザ光

Claims (6)

1. 互いに重ならないように巻いた状態にされた光ファイバを保持するための表面を有し、少なくとも該表面が、熱伝導率が０．５Ｗ／ｍＫ以上であり、かつアスカーＣ硬度が２０〜５０である、アクリルゴムと熱可塑性エラストマーとを配合したベースゴムに対して熱伝導性フィラーおよび軟化剤を含有させた熱伝導性成形体からなることを特徴とする光ファイバの保持構造。
2. 前記熱伝導性成形体は、圧縮強度が、厚さの３０％を圧縮した時点のピーク値で１０〜３０Ｎ／ｃｍ²、そのまま１０分間経過したときの安定値で３〜１０Ｎ／ｃｍ²であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバの保持構造。
3. 前記熱伝導性成形体は、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍＫ以上であり、かつアスカーＣ硬度が２５〜４０であることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバの保持構造。
4. 前記熱伝導性成形体は、熱伝導率が１．５Ｗ／ｍＫ以上であり、アスカーＣ硬度が２５〜３５であり、圧縮強度がピーク値で１５〜２５Ｎ／ｃｍ²であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光ファイバの保持構造。
5. 前記熱伝導性成形体は、複数の熱伝導性シートが堆積して形成されており、該各熱伝導性シートの対向する表面の間に挟むように前記光ファイバを保持することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の光ファイバの保持構造。
6. 該保持構造の内部または外表面に配設した冷却手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の光ファイバの保持構造。

Images