JP5214193B2 - ファイバー光源 - Google Patents

Description

本発明はファイバー光源に関する。

励起光の照射に応じて蛍光を発する蛍光体を含有している光ファイバーと、この光ファイバーを伝搬する励起光を発する光源とを備えているファイバー光源が知られている。ファイバー光源では、励起光が光ファイバーを伝搬する際に蛍光体が蛍光を発する。発生した蛍光は光ファイバーを伝搬して射出端から光ビームとして射出される。また、このファイバー光源の内視鏡の照明への応用が提案されている。
特開２００３−１９１１２号公報

光ファイバー中の蛍光体から発生する蛍光は指向性を持たず、したがってあらゆる方向に向かう成分を含んでいる。ここで、射出端に向かう光ファイバーの長手方向に対して臨界角以下の角度で進む蛍光は、全反射を繰り返して光ファイバー内を伝搬する。しかし、射出端に向かうが光ファイバーの長手方向に対して臨界角より大きい角度で進む蛍光は、光ファイバーの表面で反射される際に光ファイバーの表面を透過して散逸する成分を含むため、反射を繰り返すたびに減衰する。このため、一般にファイバー光源では、蛍光体から発生した蛍光を導光する際の蛍光の導光効率が非常に低い。

本発明の目的は、射出端に向かうが光ファイバーの長手方向に対して臨界角より大きい角度で進む蛍光の散逸を抑えて蛍光を効率的に導光するファイバー光源を提供することである。

本発明のファイバー光源は、励起光を発する励起光源と、励起光を導光する光ファイバーとを備えている。光ファイバーは、励起光の照射に応じて蛍光を発する蛍光体を長手方向の一部に含有している。光ファイバーはまた、蛍光体から発生する蛍光が伝搬する部分の外周面を被覆する高反射膜を有している。高反射膜は、蛍光を含む光を反射して、その一部を光ファイバーの射出端に導光する。光ファイバーの蛍光体を含有している部分とそれ以外の部分は、互いに別体の第一の光ファイバーと第二の光ファイバーでそれぞれ構成されている。

本発明によれば、蛍光を効率的に導光するファイバー光源が提供される。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

＜第一実施形態＞
第一実施形態によるファイバー光源を図１に示す。ファイバー光源は、半導体レーザ１とＧＲＩＮレンズ２と第一の光ファイバー５と第二の光ファイバー７とを有している。半導体レーザ１は励起光を発する励起光源として機能する。ＧＲＩＮレンズ２は半導体レーザ１から射出されるレーザ光を集光して第一の光ファイバー５の入力端に入射させる。第一の光ファイバー５の光の入力端部にはファイバーコネクタ４が取り付けられている。第一の光ファイバー５と第二の光ファイバー７はコネクタ６によって機械的に連結され、光学的に結合されている。第一の光ファイバー５は、導光部材１０を有している。第二の光ファイバー７は、導光部材１１と、導光部材１１の外周面を被覆する金属膜１３とを有している。導光部材１１は、励起光の照射に応じて蛍光を発する蛍光体を含有している。一方、導光部材１０は、蛍光体を含有していない。導光部材１０，１１は、たとえば、コア・クラッド構造の光を伝える部材で構成されてよいが、これに限定されるものではなく、光を伝えさえすればどのような構造であってもよい。金属膜１３は高反射膜として機能する。第二の光ファイバー７の光の出力端部にはコネクタ８が取り付けられている。

第一の光ファイバー５と第二の光ファイバー７はコネクタ６により着脱自在に構成されている。コネクタ６の内部には、一対のレンズ６１に挟まれて、励起光を透過し、蛍光を反射するダイクロイックミラー６２が配置されている。ダイクロイックミラー６２は、励起光を透過すると共に、蛍光を反射する光学機能部品である。ダイクロイックミラー６２は、励起光源である半導体レーザ１と、蛍光体を含有している第二の光ファイバー７との間に配置されている。第二の光ファイバー７に含有されている蛍光体は、たとえば、励起光により励起されて互いに異なる光スペクトルの蛍光を発する複数種類の蛍光体である。これら複数種類の蛍光体は、第二の光ファイバー７の長さ方向における同じ領域に混在して含まれていてもよいし、第二の光ファイバー７の長さ方向において互いに別の領域に各々含まれていてもよい。

半導体レーザ１は、広がり領域３で示されたビーム形状でレーザ光を射出する。射出されたレーザ光は、ＧＲＩＮレンズ２によって集光され、第一の光ファイバー５の入力端に入射する。入射したレーザ光は第一の光ファイバー５を伝搬した後、第二の光ファイバー７に到達し、第二の光ファイバー７を伝搬する。レーザ光１２が第二の光ファイバー７を伝搬する際、第二の光ファイバー７の導光部材１１中の蛍光体は、レーザ光１２すなわち励起光の照射に応じて蛍光を発する。蛍光は赤色光１４と緑色光１５と青色光１６とを含んでいる。つまり、蛍光体は多色の蛍光を発する。蛍光は第二の光ファイバー７を伝搬して第二の光ファイバー７の射出端に到達する。到達した蛍光はコネクタ８を介して放射ビーム９として射出される。

外周に高反射被膜を形成していない一般的な光ファイバーにおける損失について以下に説明する。図１１Ａに示すように、蛍光ファイバー８０の地点９０で発生した蛍光が射出端に向かう蛍光ファイバー８０の長手方向に対して角度θで放射されるとする。以下では、この角度θを放射角と呼ぶ。｜θ｜≦θcritの成分（θcritは、光ファイバーの表面での全反射の臨界角）は全反射を繰り返して光ファイバー内を伝搬する。仮に、光ファイバーの吸収や表面散乱がないと仮定すると、光ファイバーは損失無しで光を導光する。一方、｜θ｜＞θcritの成分は、図１１Ｂに示すように、光ファイバーの表面で反射される成分９１と、光ファイバーの表面を透過して散逸する成分９２とを含むため、蛍光は表面反射を繰り返すたびに減衰する。図１１Ｃは、この現象を放射角度に対して全反射して伝搬する成分と、伝搬に無効な成分である散逸しながら伝搬する成分および光源側に戻る成分を模式的に示したものである。仮に一般的な値であるθcrit＝４５度を仮定すると、立体角から概算して、図１１Ｃで示した表面反射を繰り返して伝搬する成分は全立体角に対してθcritで示された部分の立体角の比率に相当するため、１／７程度となり非常に小さいことがわかる。

本実施形態では導光部材１１の外周面が高反射膜である金属膜１３で被覆されているため、第二の光ファイバー７内の蛍光体が蛍光を放射したとき、放射角がθ＜９０度であれば、｜θ｜＞θcritであっても導光部材１１の外周面で光が強く反射され、第二の光ファイバー７の外周面を透過する成分９２が抑制されるので、第二の光ファイバー７は蛍光の散逸を抑えて蛍光を効率的に導光する。

金属膜１３は蛍光体などで発生した熱の放熱性にも優れる。また、金属膜１３は、膜厚が極端に薄い場合を除いて、安定に高い反射率を容易に提供する。さらに、金属膜１３の反射率は光の波長に強く依存しないので、安定な反射率が容易に実現できる。

また、導光部材１１中の蛍光体によって発生した蛍光のうち、励起光源側に戻る蛍光成分は、コネクタ６の内部のダイクロイックミラー６２により反射し、第二の光ファイバー７の射出端に向けて伝搬することになるので、より効率的な導光が可能となる。

第二の光ファイバー７の構造は細径化が容易であり、第二の光ファイバー７は単線ファイバーで構成されている。ただし、ファイバーバンドルで構成された場合に比べて折れにくい程度の太さを有している。

また、第二の光ファイバー７の導光部材１１は長さ方向に分布して蛍光体を含有しているので、蛍光体が励起光を吸収する過程で生じる発熱が分散され、したがって放熱設計が容易であるとともに、発熱によるファイバーの劣化が抑制される。さらに、医療用内視鏡は内視鏡外表面の温度を約４０度以下にする必要があるが、本実施形態のファイバー光源を光源に使用した医療用内視鏡は、発熱の分散効果や放熱設計の容易さのため、光の大出力時においても内視鏡外表面の温度上昇が緩和される。つまり、本実施形態のファイバー光源は医療用内視鏡の光源に好適である。

本実施形態のファイバー光源は励起光と多色の蛍光を射出するので、色帯域の広い光を利用できる。

本実施形態は各種の変形が可能である。励起光源は半導体レーザで構成されているが、他のレーザ光源で構成されてもよいし、結合効率を問題にしなければＬＥＤなどの光源で構成されてもよい。励起光源からの射出光を光ファイバーに結合する光学素子はＧＲＩＮレンズで構成されているが、集光作用を有するほかの素子に置き換えてもよい。第二の光ファイバー７の射出端部にビームを整形する光学部品を配置して射出光のビーム整形をしてもよい。

他の変形例として、第二の光ファイバー７として、蛍光体の含有量や蛍光体の種類の異なるものを複数用意してもよい。これにより、用途に応じて、複数用意した第二の光ファイバー７をコネクタ６に着脱することにより、多用な光スペクトルを有するファイバー光源を実現することができる。蛍光体の含有量により励起光と蛍光の強度比を変えることが可能であり、また、蛍光体の種類を変更することで蛍光波長や蛍光スペクトルを選ぶことが可能となる。

また、第二の光ファイバー７の射出端部または半導体レーザ１から第二の光ファイバー７の射出端部に至る経路にフィルターを配置して、励起光の遮断または蛍光の波長制限を行ってもよい。また、導光部材１１と金属膜１３の間に誘電体膜を配置して、金属膜による散乱・吸収を防ぐ構造としてもよい。

蛍光体は、導光部材１１の長さ方向の全体に含有させているが、導光部材１１の長さ方向の一部だけ含有させてもよい。また、蛍光体の濃度は、導光部材１１の長さ方向に一様であっても、また導光部材１１の長さ方向に変化させてもよい。

また、導光部材１１は、多種の蛍光体を含有する単一の導光部材で構成されているが、それぞれが異なる種類の蛍光体を含有する複数の導光部材を長手方向に並べて配置して構成してもよい。

また、蛍光体は、所定の波長の蛍光を発する蛍光体としてもよいし、励起光の補色の蛍光を発する蛍光体としてもよい。蛍光体が励起光の補色の蛍光を発する場合、ファイバー光源は励起光とその補色の蛍光を射出するので擬似白色照明として利用できる。また、蛍光体が所定の波長の蛍光を発する場合、ファイバー光源は特定波長の光を射出するので分析用光源として利用できる。

以下、特に断らない限り本明細書に記載した実施形態は組み合わせて構成することも可能である。

＜第二実施形態＞
第二実施形態によるファイバー光源を図２に示す。図２において、図１に示した第一実施形態の部材と同一の参照符号で示す部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。以下、第一実施形態と共通する部分の説明は省略し、第一実施形態と相違する部分について説明する。

本実施形態のファイバー光源は、第一実施形態の第一の光ファイバー５とコネクタ６と第二の光ファイバー７とに代えて、光ファイバー２１を備えている。光ファイバー２１は、射出端の近くの長手方向の一部には蛍光体を含有し、それ以外の部分には蛍光体を含有していない導光部材２２を有している。つまり、導光部材２２は蛍光体含有部２２ａと蛍光体非含有部２２ｂとを有し、蛍光体含有部２２ａは光ファイバー２１の射出端の近くに位置している。導光部材２２に含有される蛍光体の詳細は第一実施形態と同様である。また光ファイバー２１は、蛍光体から発生する蛍光が光の射出端に向かって伝搬する部分の外周面を被覆する金属膜１３を有している。つまり、金属膜１３は、導光部材２２の蛍光体を含有している部分すなわち蛍光体含有部２２ａの外周面を被覆している。しかし、金属膜１３は、蛍光体含有部２２ａよりも広い範囲の外周面を被覆していてもよい。つまり、金属膜１３は、蛍光体含有部２２ａに加えて蛍光体非含有部２２ｂの一部または全部の外周面を被覆していてもよい。また、ファイバーコネクタ４の内部には、第１実施形態のコネクタ６と同様に、レンズ４１に挟まれて、励起光を透過し、蛍光を反射するダイクロイックミラー４２が配置されている。ダイクロイックミラー４２は、励起光源である半導体レーザ１と、蛍光体を含有している光ファイバー２１との間に配置されている。

本実施形態では第一実施形態と同様の利点が得られる。

＜第三実施形態＞
第三実施形態によるファイバー光源を図３に示す。図３において、図１に示した第一実施形態の部材と同一の参照符号で示す部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。以下、第一実施形態と共通する部分の説明は省略し、第一実施形態と相違する部分について説明する。

本実施形態では、第一の光ファイバー５は、蛍光体を含有している導光部材１１と、導光部材１１の外周面を被覆する金属膜１３とを有している。第二の光ファイバー７は、蛍光体を含有していない導光部材１０と、導光部材１０の外周面を被覆する金属膜１３とを有している。第一の光ファイバー５と第二の光ファイバー７は、蛍光体の含有を除いて同じ構造体で構成されている。また、ファイバーコネクタ４の内部には、第２実施形態のファイバーコネクタ４と同様に、レンズ４１に挟まれて、励起光を透過し、蛍光を反射するダイクロイックミラー４２が配置されている。ダイクロイックミラー４２は、励起光源である半導体レーザ１と、蛍光体を含有している第一の光ファイバー５との間に配置されている。第一の光ファイバー５に含有されている蛍光体の詳細は第一実施形態と同様である。

本実施形態では、励起光が入射する側の第一の光ファイバー５が蛍光体を含有し、光を射出する側の第二の光ファイバー７は蛍光体を含有していないので、蛍光に伴う発熱は、光の射出端側ではなく、励起光の入射端側で発生する。したがって、光の射出端に近い部分の発熱が少ない。励起光の入射端に近い部分に放熱構造を設けることにより、さらに放熱設計が容易となる。

本実施形態では、第一の光ファイバー５と第二の光ファイバー７とが蛍光体の含有を除いて同じ構造体で構成されているため、第一の光ファイバー５と第二の光ファイバー７の結合効率が高いという利点がある。

＜第四実施形態＞
第四実施形態によるファイバー光源を図４に示す。図４において、図２に示した第二実施形態の部材と同一の参照符号で示す部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。以下、第二実施形態と共通する部分の説明は省略し、第二実施形態と相違する部分について説明する。

光ファイバー２１は、入射端の近くの長手方向の一部には蛍光体を含有し、それ以外の部分には蛍光体を含有していない導光部材２２を有している。つまり、導光部材２２は蛍光体含有部２２ａと蛍光体非含有部２２ｂとを有し、蛍光体含有部２２ａは光ファイバー２１の入射端の近くに位置している。また光ファイバー２１は、蛍光体から発生する蛍光が光の射出端に向かって伝搬する部分の外周面を被覆する金属膜１３を有している。つまり、金属膜１３は、導光部材２２の全体の外周面を被覆している。なお、ファイバーコネクタ４の内部の構成は、第二実施形態と同様である。また、以下の実施形態においてもファイバコネクタ４の内部構成は同様である。

本実施形態では、励起光が入射する側の部分が蛍光体を含有し、光を射出する側の部分は蛍光体を含有していないので、蛍光に伴う発熱は、光の射出端側ではなく、励起光の入射端側で発生する。したがって、光の射出端に近い部分の発熱が少ない。励起光の入射端に近い部分に放熱構造を設けることにより、さらに放熱設計が容易となる。

＜第五実施形態＞
第五実施形態によるファイバー光源を図５に示す。図５において、図３に示した第三実施形態の部材と同一の参照符号で示す部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。以下、第三実施形態と共通する部分の説明は省略し、第三実施形態と相違する部分について説明する。

本実施形態では、第二の光ファイバー７は、金属皮膜の単線ファイバーではなく、ファイバーバンドル２５で構成されている。このため、第三実施形態における導光部材１０と金属膜１３の界面における散乱・吸収を防ぐ利点がある。第二の光ファイバー７はファイバーバンドル２５であるためバンドルを構成する個々のファイバーは細く、長くすると折れやすいが、これを極力短くすることにより、全体として折れにくく高効率なファイバー光源が提供される。

＜第六実施形態＞
第六実施形態によるファイバー光源を図６に示す。図６において、図３に示した第三実施形態の部材と同一の参照符号で示す部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。以下、第三実施形態と共通する部分の説明は省略し、第三実施形態と相違する部分について説明する。

本実施形態では、第二の光ファイバー７は、蛍光体を含有していない導光部材１０と、導光部材１０の外周面を被覆する誘電体多層膜３０とを有している。誘電体多層膜３０は高反射膜として機能する。誘電体多層膜３０は、導光部材１０の外周面に互いに反射率の異なる誘電体薄膜３１，３２が周期的に積層された構造を有している。誘電体薄膜３１，３２は、好ましくは、ファイバー光源から出力させる光のピーク波長をλとすると、略λ/4の厚さを有している。その結果、多重反射効果により金属膜よりも高い反射率にすることができるうえ、金属膜では発生する界面における散乱・吸収がほとんどないので、非常に高効率な導光特性が得られる。

本実施形態は各種の変形が可能である。たとえば、非常に広い波長域の導光をしたいときや、逆に、特定の波長だけ損失の少ない導光をしたいときには、誘電体の多層薄膜の構造を自由に設計して、反射率の波長特性を設計することができる。

＜第七実施形態＞
第七実施形態によるファイバー光源を図７に示す。図７において、図６に示した第六実施形態の部材と同一の参照符号で示す部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。以下、第六実施形態と共通する部分の説明は省略し、第六実施形態と相違する部分について説明する。

本実施形態では、第一の光ファイバー５は、蛍光体を含有している導光部材１１と、導光部材１１の外周面を被覆する誘電体多層膜３０とを有している。誘電体多層膜３０は高反射膜として機能する。誘電体多層膜３０は、導光部材１１の外周面に互いに反射率の異なる誘電体薄膜３１，３２が周期的に積層された構造を有している。誘電体薄膜３１，３２は、好ましくは、ファイバー光源から出力させる光のピーク波長をλとすると、略λ/4の厚さを有している。その結果、多重反射効果により金属膜よりも高い反射率にすることができるうえ、金属膜では発生する界面における散乱・吸収がほとんどないので、非常に高効率な導光特性が得られる。

本実施形態では、第一の光ファイバー５と第二の光ファイバー７とが蛍光体の含有を除いて同じ構造体で構成されているため、第一の光ファイバー５と第二の光ファイバー７の結合効率が高いという利点がある。

＜第八実施形態＞
本実施形態は、第六実施形態の第二の光ファイバー７や第七実施形態の第一と第二の光ファイバー５，７に代わる別の光ファイバーに向けられている。本実施形態の光ファイバーを図８Ａに示す。本実施形態では、誘電体多層膜３０は、導光部材１１（または１０）の中心から外周面に至る順番で屈折率が徐々に低くなる誘電体薄膜３３，３４，３５，３６が積層された構造を有している。この誘電体膜の構造を採用することにより、励起光も蛍光も光線が外周面に近づくにつれて外周面への入射角が小さくなるため、ファイバー表面を透過して散逸する光が減少し、高い導光効率が得られる。比較のため、第六実施形態の第二の光ファイバー７の断面と光線の軌跡を図８Ｂに示す。また、一般的な単線ファイバーの断面と光線の軌跡を図８Ｃに示す。図８Ｃの単線ファイバーは単層の誘電体膜３８を備えている。図８Ｃの単線ファイバーでは光線は誘電体膜３８の表面で反射されるだけであり、図８Ｂの光ファイバーでは光線は誘電体薄膜３１，３２の複数の界面で反射されるが、入射角は一定である。したがって、図８Ｃの単線ファイバーよりも図８Ｂの光ファイバーの方が高い導光効率を有し、図８Ｂの光ファイバーよりも図８Ａの光ファイバーの方が高い導光効率を有する。

＜第九実施形態＞
本実施形態は、第六実施形態や第七実施形態で示した誘電体多層膜を有する光ファイバーの製法に向けられている。

図９Ａに示すように、誘電体薄膜３１を形成する誘電体を含む成分材料を径方向の外側から導光部材１１（または１０）に吹きつけるか、誘電体薄膜３１を形成する誘電体を含む液体に導光部材１１（または１０）を浸した後、熱や紫外線などにより誘電体を固化させる。

次に、図９Ｂに示すように、図９Ａで作製した構造体に誘電体薄膜３２を形成する誘電体を含む成分材料を径方向の外側から吹きつけるか、誘電体薄膜３２を形成する誘電体を含む液体に図９Ａで作製した構造体を浸した後、熱や紫外線などにより誘電体を固化させる。

誘電体薄膜３１，３２の形成を繰り返すことにより、図９Ｃに示すように、誘電体多層膜３０で被覆された光ファイバーが作製される。

この手法によれば、誘電体多層膜の製造が容易になるとともに、誘電体多層膜の屈折率や厚さの制御が容易になる。

ここでは、第六実施形態や第七実施形態の光ファイバーの製造を説明したが、導光部材１１（または１０）の外周面に積層する誘電体薄膜３１，３２を誘電体薄膜３３，３４，３５，３６に変更することによりまったく同じ手法で第八実施形態の光ファイバーを製造することもできる。

＜第十実施形態＞
本実施形態は、第六実施形態や第七実施形態で示した誘電体多層膜を有する光ファイバーの製法に向けられている。

図１０Ａに示すように、誘電体薄膜３１を形成する誘電体を含む成分材料を径方向の外側から導光部材１１（または１０）に吹きつけるか、誘電体薄膜３１のみを形成する誘電体を含む液体に導光部材１１（または１０）を浸した後、熱や紫外線などにより誘電体を固化させる。その際、導光部材１１（または１０）の端部を固定部材４０で固定しておく。固定部材４０は多孔質の部材や網目状の部材であることが望ましい。

次に、図１０Ｂに示すように、図１０Ａで作製した構造体に誘電体薄膜３２を形成する誘電体を含む成分材料を径方向の外側から吹きつけるか、誘電体薄膜３２を形成する誘電体を含む液体に図１０Ａで作製した構造体を浸した後、熱や紫外線などにより誘電体を固化させる。

誘電体薄膜３１，３２の形成を繰り返すことにより、図１０Ｃに示すように、外周面に誘電体多層膜３０を備えた光ファイバーが作製される。

図１０Ｃで作製した構造体を、屈折率の低い誘電体薄膜３１をエッチングする液体に浸す。これにより、図１０Ｄに示すように、屈折率の低い誘電体薄膜のあった場所が空気層３１’になり、屈折率がさらに小さくなり、誘電体多層膜３０’の反射率がさらに高められる。

固定部材４０は透明部材であれば薄く削ってそのまま光ファイバーとして使ってもよいし、多孔質部を介して各誘電体薄膜を固定する接着剤を導入して固定してもよい。

この手法によれば、誘電体多層膜の製造が容易になるとともに、誘電体多層膜の屈折率の低い層を除去して反射率を高めることにより、より効率的な導光が可能になる。

本実施形態は各種の変形が可能である。本実施形態では、空気層３１’を作るために誘電体薄膜を液体でエッチングする手法を用いたが、ほかにも、誘電体材料を除去できる手法、例えば、ドライエッチングや、加熱・昇華などの手法を用いてもよい。

これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。

第一実施形態によるファイバー光源を示している。 第二実施形態によるファイバー光源を示している。 第三実施形態によるファイバー光源を示している。 第四実施形態によるファイバー光源を示している。 第五実施形態によるファイバー光源を示している。 第六実施形態によるファイバー光源を示している。 第七実施形態によるファイバー光源を示している。 第八実施形態の光ファイバーの断面と光線の軌跡を示している。 第六実施形態の第二の光ファイバーの断面と光線の軌跡を示している。 一般的な単線ファイバーの断面と光線の軌跡を示している。 第九実施形態による光ファイバーの製法における最初の工程を示している。 第九実施形態による光ファイバーの製法における図９Ａに続く工程を示している。 第九実施形態による光ファイバーの製法における図９Ｂに続く工程を示している。 第十実施形態による光ファイバーの製法における最初の工程を示している。 第十実施形態による光ファイバーの製法における図１０Ａに続く工程を示している。 第十実施形態による光ファイバーの製法における図１０Ｂに続く工程を示している。 第十実施形態による光ファイバーの製法における図１０Ｃに続く工程を示している。 光ファイバー内を全反射を繰り返して伝搬する蛍光を示している。 光ファイバーの表面で反射される成分と、光ファイバーの表面を透過して散逸する成分とを含む蛍光を示している。 全反射して伝搬する成分と散逸する成分とを模式的に示している。

符号の説明

１…半導体レーザ、２…ＧＲＩＮレンズ、３…広がり領域、４…ファイバーコネクタ、５…第一の光ファイバー、６…コネクタ、７…第二の光ファイバー、８…コネクタ、９…放射ビーム、１０…導光部材、１１…導光部材、１２…レーザ光、１３…金属膜、１４…赤色光、１５…緑色光、１６…青色光、２１…光ファイバー、２２…導光部材、２２ａ…蛍光体含有部、２２ｂ…蛍光体非含有部、２５…ファイバーバンドル、３０，３０’…誘電体多層膜、３１，３２，３３，３４，３５，３６…誘電体薄膜、３１’…空気層、３８…誘電体膜、４０…固定部材、８０…蛍光ファイバー、９０…蛍光発生地点、９１…反射される成分、９２…散逸する成分。

Claims (8)

1. 励起光を射出する励起光源と、
   前記励起光を導光する光ファイバーとを備え、
   前記光ファイバーは、前記励起光の照射に応じて蛍光を発する蛍光体を長手方向の一部に含有しているとともに、前記蛍光体から発生する蛍光が伝搬する部分の外周面を被覆し、前記蛍光を含む光を反射して、その一部を前記光ファイバーの射出端に導光する高反射膜を有し、前記光ファイバーの前記蛍光体を含有している部分とそれ以外の部分とが互いに別体の第一の光ファイバーと第二の光ファイバーとでそれぞれ構成されていることを特徴とするファイバー光源。
2. 請求項１のファイバー光源において、前記第一の光ファイバーと前記第二の光ファイバーは、コネクタにより着脱自在に構成されていることを特徴とするファイバー光源。
3. 請求項１のファイバー光源において、前記高反射膜が金属膜または金属膜と誘電体膜との積層膜で構成されていることを特徴とするファイバー光源。
4. 請求項１のファイバー光源において、前記高反射膜が誘電体多層膜で構成されていることを特徴とするファイバー光源。
5. 請求項１のファイバー光源において、前記蛍光体が、前記励起光の補色の蛍光を発することを特徴とするファイバー光源。
6. 請求項１のファイバー光源において、前記蛍光体が、多色の蛍光を発することを特徴とするファイバー光源。
7. 請求項６のファイバー光源において、前記蛍光体は前記励起光により励起されて互いに異なる光スペクトルの蛍光を発する複数種類の蛍光体であり、前記複数種類の蛍光体は、前記光ファイバーの長さ方向における同じ領域に混在して含まれているか、前記光ファイバーの長さ方向において互いに別の領域に各々含まれていることを特徴とするファイバー光源。
8. 請求項１のファイバー光源において、前記励起光源と前記光ファイバーの前記蛍光体を含有している部分との間に、前記励起光を透過すると共に、前記蛍光を反射する光学機能部品が設けられていることを特徴とするファイバー光源。

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