JPH01316705A

JPH01316705A - 高エネルギレーザ光の伝送装置

Info

Publication number: JPH01316705A
Application number: JP63148334A
Authority: JP
Inventors: Sadayuki Sakuma; 佐久間　貞行; Fumio Kobayashi; 富美男小林; Hideyuki Takashima; 高嶋　秀之; Makoto Horie; 誠堀江; Hideyuki Suzuki; 秀之鈴木
Original assignee: Hitachi Cable Ltd; Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp; Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1988-06-17
Filing date: 1988-06-17
Publication date: 1989-12-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は高エネルギのレーザ光を光ファイバを用いて伝
送する伝送装置に関するものである。

［従来の技術］近年、レーザ治療の普及に伴ない、Ａｒ　、　ＹＡＧと
いった可視域から近赤外域のレーザに関しては、石英系
、光ファイバを伝送路として用いる例が増えている。

ここで、光ファイバの一例を第５図に示す、同図におい
て、５０は光ファイバ、５１はコア、５２はクラッド、
５３はプリコート、５４はジャケットである０石英系光
ファイバではコア５１とクラッド５，２が石英であり、
いずれか一方もしくは両者にＧｅ、Ｆ等を微量添加する
ことによって。

１１１折率差を付けている。即−ち、ｍ４図に示すよう
に、コア５１の屈折率をクラッド５２よりも高くし、こ
れによってコア５１内にレーザ光を閉じ込めている。

しかし、コア５１とクラッド５２は両者とも石英がベー
スであるため、大きな屈折率差を付１ける“ことが困難
であり、コア５１内へのレーザ光の閉じ込めは完全には
できない、即ち、入射角度の大きなレーザ光が存在する
と、コア５１内を伝播中にクラッド５２に煽れ出し、い
わゆるクラッドモードになり、更にクラッド５２外に漏
れ出すとプリコート５３、ジャケット５４等の有機系材
料の溶融や焼損の原因となって危険である。そこで、こ
れを防ぐため、第４図に示すようにプリコート５３の屈
折率をクラッド５２よりも低くし、クラッドモードの閉
じ込めを図っている。

以上に述べた光ファイバを用い、最近では１台のレーザ
光源から複数の治療室にレーザ光を分配し、病院内で共
同利用するシステムも出現しつつある。このような病院
内レーザ分配システムの概略を第６図を用いて説明する
。

第６図において、３０はレーザ光源、３１は分配装置、
３２は分配ボックスであり、これらは集中制御室４０に
設置されている。また、３３は接続ボックス、３４は端
末であり、各治療室４１に設置されている。レーザ光源
３０からのレーザ光は分配装置３１によって分けられ、
光ファイバ１１．１２．１３を用いて端末３４まで送ら
れ、プローブ１９に導入されて治療に用いられる。また
、それらの接続にはコネクタ２１〜２４が用いられるが
、それは外傷を受ける可能性の高い室内に布設した光フ
ァイバ１１．１３の交換を容易にし、保守性を高めるた
めである。

以上のような病院内レーザ分配システムを導入すること
により、各治療室毎にレーザ光源を設置する必要や、治
療室の度にレーザ光源を移動する「５間も不要となる。

また、レーザ光源に必要な冷却水の配管が集中制御室以
外は不要になるといったメリットがある。

［発明が解決しようとする課題］光ファイバ技術を用い、病院内レーザ分配システムに代
表されるように、レーザ光の遠方への伝送は一応可能と
なりつつあるが、このような遠方へのレーザ光伝送にお
いては、光ファイバの接続が不可欠である。先に述べた
病院内レーザ分配システムにおいて、集中制御室、治療
室といった室内に布設した光ファイバの交換や、プロー
ブの交換を容易にする必要があるためである。接続手段
としては脱着が可能なコネクタが適しているが。

新たな問題としてコネクタ接続部での発熱が生じること
がある。

コネクタの一例を第７図に示す、ここで６０はコネクタ
、６１はフェルール、６２はナツト、６３はブーツ、５
０は光ファイバである。光ファイ／＜５０は、先端部の
プリコート５３、ジャケット５４を除去され、フェルー
ル６１に接着剤６４を用いて接着固定されている。接着
剤６４としてはエポキシ樹脂などが用いられているが１
石英よりも低屈折率で実用的な接着力を持つ接着剤は存
在しない、このため、光ファイバに閉じ込められていた
クラッドモードが漏れ出すことになり、接着剤６４やフ
ェルール６１で吸収され、発熱する。

この熱による温度上昇が、プリコート５３．ジャケット
５４．接着剤６４等の有機系材料の耐熱温度を越えると
、本来の機能を失うばかりでなく、発火・焼損の原因と
なり危険であると共に、治療に必要なエネルギを伝送で
きないといった問題があった。

その対策として、種々の冷却式コネクタが提案されてい
る。しかし、特殊な構造であり、且つ。

冷却水の配管が必要である。システムの保守性の見地か
らは標準的なコネクタを用いるのが望ましく、また、冷
却水の配管はその保守、管理、操作ｌ−の観点から好ま
しくなく、先に述べた病院内レーザ分配システムのメリ
ットである「集中制御室以外は冷却水の配管が不要」と
いった長所が失われることになる。

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、コ
ネクタの発熱を防正し、これにより発火・焼損の危険を
なくすと共に、伝送パワーを増加させることができる高
エネルギレーザ光の伝送装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］未発明による高エネルギレーザ光の伝送装置は、レーザ
光源と、コア、クラッド、プリコートの順に屈折率を低
くした光ファイバを用い、ｌないし複数箇所の光ファイ
バ接続部を介して高エネルギのレーザ光を伝送する装置
において、光ファイバの任意の位置で所定長に亘って前
記プリコートを除去すると共に、前記クラッドよりも高
屈折４４の樹脂を前記クラッドに塗布したプリコート除
大部を設け、前記プリコート除去部に放熱機構もしくは
冷却機構を設けたものである。

［作用］光ファイバのプリコートを除去し高屈折率の樹脂を塗布
したプリコート除去部においては、第３図に示すように
、コアよりクラッドの屈折率が低いが、クラッドより樹
脂の屈折率が高いため、クラッドモードが樹脂中に漏れ
出る。しかし、この樹脂中に漏れ出たクラッドモードは
、放熱機構もしくは冷却機構により吸収され、発生した
熱が除去される。従って、このプリコート除去部より後
に存在する光ファイバ接続部に、保守の容易な標準的コ
ネクタを用いていても、コネクタにおいて発火・焼損す
る危険がなくなり、伝送パワーを増加させることができ
る。

石英よりも高い屈折率の樹脂としては、実用的な接着力
を持つエポキシ樹脂等があるため、上記構成の実際的な
困難性も生じない。

［実施例］本発明の一実施例を第１図に示す。

：５１図において、光ファイバ５０は長さ見に＋Ｈｊっ
て、プリコート５３．ジャッケト５４が除去され、クラ
ッド５２よりも高屈折率の樹脂７１、例えばエポキシ樹
脂等が塗布されている。即ち、このプリコート除去部の
屈折率は第３図に示すようになり、クラッドモードが樹
脂７１中に漏れ出ることになる。更に、プリコート除去
部にはそれより幅広のハウジング７２が被せられ、接着
剤を兼ねた樹脂７１にて固定されている。ここで、ハウ
ジング７２は冷却水が挿通する構造となっており、樹脂
７１中に漏れ出たクラッドモードが吸収されて発生した
熱を除去できるようになっている。

このようなプリコート除去部は、好ましくはレーザ光源
とレーザ光源に最とも近いコネクタとの間、即ち、第６
図に示した病院内レーザ分配システムにおいては、ファ
イバ１１に設けるのが望ましい、かかる位ｌにプリコー
ト除去部を設けることにより、それ以降のコネクタ２２
，２３．２４の発熱を最低限に押さえることができ１通
常のコネクタを用いることが可能となる。

更に、プリコート除去部をレーザ光源３０内に収納し、
レーザ光源用の冷却水を流用するように構成することに
より、配管の手数を必要最小限に押さえることができる
。

本出願人の行なった実験例では、光ファイバ５０として
コア径４００ＩＬｍ　、クラツド径ｅｏｏ＃Ｌ■。

プリコート径７５０ＩＬ■、ジャッケト径Ｉｓ園のもの
を用い、レーザ光源より数ｍの地点で約１００ｍｍのプ
リコート除去部を設け、樹脂７１としてエポキシ樹脂を
使用した。そ１−て約５０Ｗのレーザ光を導通したとこ
ろ、コネクタ接続部の発熱は、従来７０℃以上であった
ものが数℃に低減することができた。

本発明の他の実施例を第２図に示す。

第２図の実施例では、ハウジング７２の代りにヒートシ
ンク７３を用いており、クラッドモードが漏れ出て吸収
され、発生した熱を放散するようになっている０本実施
例の場合、第１図に示した水冷による実施例よりも冷却
効果は低いが、クラッドモードの発生する割合は、レー
ザ光源、光ファイバの構造、レーザ光の入射条件によっ
て異なるので、本実施例でも充分な場合もある。また、
ヒートシンク７３を自然冷却するよりも、レーザ光源内
に収納し、ファン等により強制冷却することにより、冷
却効果を数倍に高めることもできる。

尚、−Ｌ述の語例おいて、プリコート除去部をコネクタ
部と隣接して設け、冷却用ハウジングあるいはヒートシ
ンクをコネクタと隣接あるいは一体として設けることに
よっても、同様の効果が得られることは言うまでもない
。

［発明の効果］以上説明したように、本発明は、光ファイバの任意の位
置においてプリコートを除去し高屈折率の樹脂を塗布し
たプリニート除去部を設け、放熱機構もしくは冷却機構
により、ここで発生した熱を予め除去し、それ以降の光
ファイバ接続部に伝えない構成であるから、光ファイバ
接続部に冷却水の配管が必要な冷却式コネクタを用いる
必要がない、即ち、ｅ４準的コネクタを用いていても、
コネクタの発熱・焼損の危険を防出することが可能であ
り、保守が容易であると共に、レーザ光の伝送パワーを
大幅に増大することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すプリコート除去部の縦
断面図、第２図は本発明の他の実施例を示すプリコート
除去部の縦断面図、第３図は本発明に従ったプリコート
除去部の屈折率分布を示す図、第４図は光ファイバの屈
折率分４ｊを示す図、第５図は光ファイバの一例を示す
横断面図、第６図は病院内レーザ分配システムの一例を
示すブロック図、第７図はコネクタの一例を示す縦断面
図である。図中、５０は光ファイバ、５１はコア、５２はクラッド
、５３はプリコート、６０はコネクタ、６１はフェルー
ル、６４は接着剤、７１は樹脂、７２はハウジング、７
３はヒートシンクを示す。第１図５０：光７フイ八５１：コア５２：クラ・・ド゛５３：プリコート７１　：　ｉｆす脂７２：へクシ〉７゛第　２　図　　　　７３．゛ヒ斗シンＺ第３図　　　第
４図第５図第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

１、レーザ光源と、コア、クラッド、プリコートの順に
屈折率を低くした光ファイバを用い、１ないし複数箇所
の光ファイバ接続部を介して高エネルギのレーザ光を伝
送する装置において、光ファイバの任意の位置で所定長
に亘って前記プリコートを除去すると共に、前記クラッ
ドよりも高屈折率の樹脂を前記クラッドに塗布したプリ
コート除去部を設け、前記プリコート除去部に放熱機構
もしくは冷却機構を設けたことを特徴とする高エネルギ
レーザ光の伝送装置。