JPH03118502A - Manufacture of laser fiber bundle - Google Patents

Manufacture of laser fiber bundle

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JPH03118502A
JPH03118502A JP1256611A JP25661189A JPH03118502A JP H03118502 A JPH03118502 A JP H03118502A JP 1256611 A JP1256611 A JP 1256611A JP 25661189 A JP25661189 A JP 25661189A JP H03118502 A JPH03118502 A JP H03118502A
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JP
Japan
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fiber bundle
laser
laser fiber
bundle
fibers
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Application number
JP1256611A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Kimura
勤 木村
Isao Masuda
勲 増田
Toshiharu Yamashita
俊晴 山下
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Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To suppress a leak of a refrigerant and a decrease in transmission efficiency without deteriorating fibers themselves by heating and pressing the fibers and splicing an end surface of a fiber bundle by fusion. CONSTITUTION:Both terminal parts 21 of the laser fiber bundle 1 are projected from a pipe 5 and their tips are bundled and tightened up with metallic wires 6 so as to facilitate their handling in a next process. The laser fiber bundle 1 is inserted into a press mold 8. A heater for heating and a thermocouple 10 are incorporated in the molds 8a and 8b and the side of insertion into a molding part S is tapered 7 decreasing in diameter from the external end part to the inside. The fiber bundle 1 is pressed while shifted in the circumferential direction and then laser fibers at the end part of the laser bundle 1 are spliced by fusion without any gap.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明はファイババンドルの製造方法に係り、特に耐熱
性と端部の密封性とを必要とするレーザファイババンド
ルに適用して信頼性を高めることができるものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for manufacturing fiber bundles, and is particularly applicable to laser fiber bundles that require heat resistance and end sealability to improve reliability. It is something that can be done.

[従来の技術] 従来、複数本のファイバ素線を束ねて構成したファイバ
束を光路として用いるために、特に、光源や受光器に面
するファイバ束の端末部をバンドル化して端面を成形す
ることが行われている。即ち、ファイバ素線間の隙間を
埋めてファイバ束の端末部を固着することが行われてい
る。
[Prior Art] Conventionally, in order to use a fiber bundle formed by bundling a plurality of fiber strands as an optical path, in particular, the end portion of the fiber bundle facing the light source or receiver has been bundled and the end face has been shaped. is being carried out. That is, the end portion of the fiber bundle is fixed by filling the gap between the fiber strands.

従来、このファイバ束の端末部をバンドル化する方法と
しては、有機接着剤を用いたもの、低融点ガラス融着法
を用いたもの、ざらにぼ酸溶出エツチング法を用いたも
の等がある。
Conventionally, methods for forming the end portions of fiber bundles into bundles include methods using an organic adhesive, methods using a low-melting point glass fusion method, and methods using a boric acid elution etching method.

有機接着剤を用いる方法は、ファイバ束を保持具に挿入
し、その両端末部に有機接着剤、例えば熱硬化型エポキ
シ樹脂接着剤などを、ファイバ東端面から浸透させた後
、硬化させて端末部を固着し、その後、端面を研磨して
ファイババンドルを製造するものである。
The method using an organic adhesive involves inserting a fiber bundle into a holder, applying an organic adhesive, such as a thermosetting epoxy resin adhesive, to both ends of the fibers from the east end face of the fibers, and curing the fibers to secure the ends. After that, the end faces are polished to produce a fiber bundle.

また、低融点ガラスを用いたものとしては、例えば特開
昭55−65907号公報などに記載されている技術が
ある。これによれば、低融点ガラスを粉末(約10μm
前後)に粉砕し、アルコールなどの溶剤と混合して、低
融点粉末ガラスの懸濁液をつくり、ファイバ束の端末部
のファイバ素線とファイバ素線との隙間に低融点粉末ガ
ラスを浸透させる。そして、このファイバ束の端末部を
加熱して、低融点粉末ガラスを溶かし、ファイバ素線を
固着させてファイババンドルを製造している。
Further, as a method using low melting point glass, there is a technique described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-65907. According to this, low melting point glass is powdered (approximately 10 μm
A suspension of low melting point powdered glass is created by pulverizing the fibers (before and after) and mixing with a solvent such as alcohol, and the low melting point powdered glass is infiltrated into the gap between the fiber strands at the end of the fiber bundle. . Then, the end portion of this fiber bundle is heated to melt the low melting point powdered glass and fix the fiber strands to produce a fiber bundle.

さらに、酸溶出エツチング法としては、例えば特公昭6
2−15491号公報などに記載の技術がある。これに
よれば、酸によく溶けるガラスパイプに複数本のファイ
バ素線を詰めて、任意の太さのファイバ束を形成し、フ
ァイバ束の両端末部が酸に溶けないようにした後、酸溶
液の中に浸してガラスパイプのみを溶かす。このように
して両端末部にはカラスパイプを残し、その他の中間部
分をガラスパイプの除かれたファイバ束のみとなるよう
にして、ファイババンドルを製造している。
Furthermore, as an acid elution etching method, for example,
There is a technique described in, for example, Japanese Patent No. 2-15491. According to this method, multiple fiber wires are packed into a glass pipe that dissolves well in acid to form a fiber bundle of any thickness, and after making sure that both ends of the fiber bundle do not dissolve in acid, Melt only the glass pipe by dipping it into the solution. In this way, the fiber bundle is manufactured by leaving the glass pipes at both end portions and leaving the other intermediate portion as only the fiber bundle with the glass pipes removed.

[発明が解決しようとする課題] しかし、上述した方法を、レーザ以外の用途に用いるフ
ァイババンドルに適用する場合には余り問題ないのであ
るが、特にレーザ媒体として用いるレーザファイババン
ドルに適用する場合には問題がある。即ち、レーザ媒体
として用いるレーザファイババンドルには、白熱球や発
光ダイオード等の弱い光の光路として用いる通常のファ
イババンドルと異なり、熱の発生を伴うことから、耐熱
性と冷却のための密封性とが要求される。これを、例え
ば第2図に示すレーザ発振装置について説明する。
[Problems to be Solved by the Invention] However, while there are no problems when the above-mentioned method is applied to fiber bundles used for purposes other than lasers, there are problems especially when applied to laser fiber bundles used as laser media. is problematic. That is, unlike ordinary fiber bundles used as optical paths for weak light from incandescent bulbs and light emitting diodes, laser fiber bundles used as laser media generate heat, so they must have heat resistance and sealing properties for cooling. is required. This will be explained with respect to the laser oscillation device shown in FIG. 2, for example.

第2図はパルスレーザ用としてXeフラッシュランプ2
2を用い、レーザ媒体としてレーザファイババンドル2
3が用いられているレーザ発G 装置の構成概念図であ
る。ランプハウス25にXeフラッシュランプ22とレ
ーザファイババンドル23とが内蔵され、Xeフラッシ
ュランプ22の励起によりレーザファイババンドル23
内にレーザ発振が生じ、このレーザは、レーザファイバ
バンドル23を介して、ランプハウス25の外に設けた
全反射鏡26と半透明反射鏡27との間で反射を繰り返
すことにより増幅され、半透明反射鏡27より取り出さ
れるようになっている。
Figure 2 shows a Xe flash lamp 2 for pulse laser use.
2 and a laser fiber bundle 2 as the laser medium.
FIG. 3 is a conceptual diagram of the configuration of a laser emission device in which No. 3 is used. A Xe flash lamp 22 and a laser fiber bundle 23 are built into the lamp house 25, and the laser fiber bundle 23 is excited by the Xe flash lamp 22.
Laser oscillation occurs inside the lamp house, and this laser is amplified by repeating reflection between a total reflection mirror 26 and a semitransparent reflection mirror 27 provided outside the lamp house 25 via the laser fiber bundle 23, and a semitransparent reflection mirror 27 is provided outside the lamp house 25. It is adapted to be taken out from a transparent reflecting mirror 27.

ここで、レーザファイババンドル23はレーザ発振の際
に熱を発生する。この熱の発生によりレーザファイババ
ンドル23の発振特性は著しく劣化する。この劣化を避
けるために、ランプハウス25内には冷却媒体28を流
している。レーザファイババンドル23を効率良く冷却
するために、レーザファイババンドル23の中間部の各
ファイバ素線間は固着せずフリー状態にしであるが、ラ
ンプハウス25に支持している端末部24は冷却媒体2
8か漏れないように、各ファイバ素線間を固着して密封
しである。なお、冷媒が気体であれば漏れた気体は放散
されるため、その気体か有害でない限り、気密性はそれ
程厳格には要求されないが、冷媒が液体の場合には、装
置の周辺に液体が溜まってしまい、装置作動上重大な支
障を来すため、特に高い密封性が要求される。レーザ発
振装置の冷媒には、冷媒効率の高い水等のレーザ媒体を
劣化させない液体が一般的には用いられる。
Here, the laser fiber bundle 23 generates heat during laser oscillation. This generation of heat significantly deteriorates the oscillation characteristics of the laser fiber bundle 23. In order to avoid this deterioration, a cooling medium 28 is allowed to flow inside the lamp house 25. In order to efficiently cool the laser fiber bundle 23, the fibers in the middle part of the laser fiber bundle 23 are not fixed and are left in a free state, but the end part 24 supported in the lamp house 25 is cooled by a cooling medium. 2
Each fiber strand is firmly fixed and sealed to prevent leakage. Note that if the refrigerant is a gas, the leaked gas will be dissipated, so airtightness is not required as strictly as long as the gas is not harmful. This can cause serious problems in the operation of the device, so particularly high sealing performance is required. A liquid that does not deteriorate the laser medium, such as water, which has high refrigerant efficiency, is generally used as a coolant in a laser oscillation device.

以上がレーザ発振装置の概要であり、これからも理解で
きるように、特にレーザファイババンドルは耐熱性と密
封性が要求される。
The above is an overview of the laser oscillation device, and as can be understood from this, the laser fiber bundle is particularly required to have heat resistance and sealability.

さて、前記した各ファイババンドルの製造方法を、上述
したレーザファイババンドルに適用した場合には次のよ
うな問題があった。
Now, when the manufacturing method of each of the above-mentioned fiber bundles is applied to the above-mentioned laser fiber bundle, the following problems occur.

まず、有機接着剤による方法は、レーザ発振の際に発生
する熱でレーザファイババンドルの端末部のファイバ素
線間の有機接着剤か溶け、ファイバ素線とファイバ素線
の間に隙間か発生するため、密封性が低下し、レーザフ
ァイババンドルを冷却する冷媒が外部に漏れ、その冷媒
がレンズ効果を示し、反射鏡との光軸がずれレーザが発
振しなくなるという欠点がある。また、さらには溶は出
した有機接着剤がバンドル端末部の端面に付着し、発振
効率の劣化につながるという欠点かあった。
First, in the method using organic adhesive, the heat generated during laser oscillation melts the organic adhesive between the fiber strands at the end of the laser fiber bundle, creating a gap between the fiber strands. Therefore, the sealing performance is deteriorated, and the coolant that cools the laser fiber bundle leaks to the outside, and the coolant exhibits a lens effect, causing the optical axis with the reflecting mirror to shift and causing the laser to no longer oscillate. Furthermore, there was another drawback in that the organic adhesive that had dissolved out adhered to the end face of the bundle end portion, leading to deterioration of oscillation efficiency.

一方、特開昭55−65907号公報記載の低融点ガラ
スによるバンドル端末部のろう付は方法では、融着の際
、熱でファイバが曲がったり、低融点ガラスがファイバ
素線間に入らなかったりして、完全な密封性が端末部に
得られないという問題点があった。
On the other hand, in the method of brazing the end portion of the bundle with low melting point glass described in JP-A-55-65907, the fibers may be bent due to heat during fusion, and the low melting point glass may not fit between the fiber strands. Therefore, there was a problem that complete sealing performance could not be obtained at the terminal portion.

また、特公昭62−15491号公報記載の方法では、
リン酸塩系などのレーザファイバを用いた場合には、特
に耐酸性に劣るものが多(、酸溶液中でガラスバイブを
溶かす際に、ガラスパイプのみならず、レーザファイバ
までも酸に侵されてしまうという欠点があった。
In addition, in the method described in Japanese Patent Publication No. 62-15491,
When using phosphate-based laser fibers, they often have poor acid resistance (when melting a glass vibrator in an acid solution, not only the glass pipe but also the laser fiber may be attacked by the acid). There was a drawback that

そこで本発明の目的は、間接的にファイバ素線を固着す
るのではなく、ファイバ素線同士を直接固着させること
によって、上述した従来技術の欠点を解消して、ファイ
バ自体を劣化させことなしに冷媒の漏れや、伝送効率の
低下を抑えることが可能なレーザファイババンドルの製
造方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art by directly fixing fiber strands to each other instead of indirectly fixing the fiber strands together, without deteriorating the fiber itself. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a laser fiber bundle that can suppress coolant leakage and reduction in transmission efficiency.

[課題を解決するための手段] したがって、本発明は上述した目的を達成するために成
されたものであり、本発明のレーザファイババンドルの
製造方法は、レーザ光路に使用されるレーザファイバ素
線を複数本束ねてレーザファイバ束を形成し、このレー
ザファイバ束の端部をプレスモールド内に入れ、加熱し
ながらレーザファイバ束の端部に径方向内方へ圧力を加
えて、端部の各レーザファイバ素線を変形させることに
より、これらレーザファイバ素線同士を互いに融着させ
て、レーザファイバ束の端部を固着するようにしたもの
であり、この固着は両端部において行う。
[Means for Solving the Problems] Therefore, the present invention has been made to achieve the above-mentioned object, and the method for manufacturing a laser fiber bundle of the present invention provides a method for manufacturing a laser fiber bundle used in a laser optical path. A plurality of laser fiber bundles are bundled together to form a laser fiber bundle, and the ends of this laser fiber bundle are put into a press mold, and pressure is applied radially inward to the ends of the laser fiber bundle while heating. By deforming the laser fiber wires, these laser fiber wires are fused to each other and the ends of the laser fiber bundle are fixed, and this fixation is performed at both ends.

以下、本発明をさらに詳述する。The present invention will be explained in further detail below.

まず、レーザファイバ素線を束ねるには、所望するレー
ザファイババンドルの長さよりもやや長めに切断したし
τザファイバ素線を、所望するレーザファイババンドル
に必要な本数だけ束ねる。
First, in order to bundle the laser fiber strands, the τ laser fiber strands are cut to be slightly longer than the desired length of the laser fiber bundle and are bundled in the number required for the desired laser fiber bundle.

もちろん、所望するレーザファイババンドルに必要な本
数を束ねた後に、レーザファイバ素線を切断するように
してもよい。
Of course, the laser fiber strands may be cut after the required number of laser fibers are bundled into a desired laser fiber bundle.

次に、このように束ねて形成したレーザファイバ束を保
持用パイプ内に挿入する。このパイプは、後述するプレ
スモールドへのガイドとレーザファイバ束の保持のため
に用いる。そのためパイプの両端の外側部にテーパが設
けられ、かつファイバ束の長さより短く、レーザファイ
バ束の両端末部がパイプより出るようにしである。そし
て、パイプ内より出たレーザファイバ束の先端をワイヤ
等で締め付け、レーザファイバ素線同士がずれないよう
に束ねる。
Next, the laser fiber bundle thus formed is inserted into the holding pipe. This pipe is used for guiding the press mold described later and for holding the laser fiber bundle. Therefore, the outer ends of the pipe are tapered and are shorter than the length of the fiber bundle so that both ends of the laser fiber bundle protrude from the pipe. Then, the tip of the laser fiber bundle coming out from inside the pipe is tightened with a wire or the like to bundle the laser fiber strands so that they do not shift.

そして、束ねられたレーザファイバ束の一端部をプレス
モールド内に入れ、レーザファイバ束を締め付けていた
ワイヤ等を解除してから、圧力をかけながら室温からレ
ーザファイバ素線が変形する温度まで約30分で加熱し
、その温度下で圧力をかけながら30〜60分間保持し
て、レーザファイバの一端部をレーザファイバ素線に隙
間がなくなるまで変形させて融着する。
Then, one end of the bundled laser fiber bundle is placed in a press mold, the wires, etc. that were tightening the laser fiber bundle are released, and the temperature is increased from room temperature to the temperature at which the laser fiber wire deforms for about 30 minutes while applying pressure. The laser fiber is heated at that temperature for 30 to 60 minutes while applying pressure to deform and fuse one end of the laser fiber to the laser fiber strand until there is no gap.

次に、他端部についても同様の操作を行ってレーザファ
イバ素線を融着する。
Next, the same operation is performed on the other end to fuse the laser fiber wire.

このようにして、両端部のレーザファイバ素線同士が変
形して融着されて、両端部のレーザファイバ素線間に隙
間が存在しないレーザファイババンドルが得られる。
In this way, the laser fiber strands at both ends are deformed and fused together, and a laser fiber bundle with no gap between the laser fiber strands at both ends is obtained.

そして、レーザファイババンドルとバンドル保持具との
接着は、低融点ガラスによって接着する。
The laser fiber bundle and the bundle holder are bonded together using low melting point glass.

このとき、ファイバはバンドル化されているので低融点
ガラスによるレーザファイバの変形や劣化は起こらず、
レーザファイババンドルとバンドル保持具も隙間なく接
着できる。
At this time, since the fibers are bundled, the laser fiber will not be deformed or deteriorated by the low melting point glass.
The laser fiber bundle and bundle holder can also be bonded without any gaps.

[作用] レーザファイバ束の端部がレーザファイバ素線の変形温
度までに加熱された上で、レーザファイバ束の端部に、
プレスモールドに接触する程度の圧力が径方向内方に加
えられると、熱と圧力の相乗効果が起こるため、レーザ
ファイバ束の端部が熱圧着される。すなわち、端部の全
てのレーザファイバ素線自身が熱変形して相互に融着す
るため、介在物を用いることなく、各々のファイバ素線
自身によってファイバ素線間の隙間が直接基かれる。
[Function] After the end of the laser fiber bundle is heated to the deformation temperature of the laser fiber strand, the end of the laser fiber bundle is
When pressure is applied radially inward to the extent of contacting the press mold, a synergistic effect of heat and pressure occurs, resulting in thermocompression bonding of the ends of the laser fiber bundle. That is, since all the laser fiber strands at the ends are thermally deformed and fused to each other, the gaps between the fiber strands are directly established by each fiber strand itself without using an intervening material.

このようにして、ファイバ素線同士を直接融着すると、
レーザファイババンドルに熱が発生しても、その熱によ
る温度上昇がレーザファイバ素線の耐熱限界に来るまで
は、その融着が解除されることはない。すなわち、レー
ザファイバハンドルはレーザファイバ素線の耐熱限界ま
での使用に耐え得る。
In this way, when the fiber wires are directly fused together,
Even if heat is generated in the laser fiber bundle, the fusion bond will not be released until the temperature increase due to the heat reaches the heat resistance limit of the laser fiber wire. That is, the laser fiber handle can withstand use up to the heat resistance limit of the laser fiber wire.

し実施例] 第1図は本発明の製造方法の一例によって作製したレー
ザファイババンドルの斜視図である。ここでは、このレ
ーザファイババンドルがレーザ発振装置のレーザ媒体と
して使われる場合について述べる。
Example] FIG. 1 is a perspective view of a laser fiber bundle manufactured by an example of the manufacturing method of the present invention. Here, a case will be described in which this laser fiber bundle is used as a laser medium of a laser oscillation device.

また、ここでレーザファイバ素線というときはコアとク
ラッドとからなる単位のファイバ線を、レーザファイバ
束というときは多数本のレーザファイバ素線を束ねたも
のを、そしてレーザファイバハンドルというときは端末
部を固着したものを、それぞれ意味する。
Also, here, when we refer to a laser fiber strand, we refer to a unit fiber line consisting of a core and a cladding, when we refer to a laser fiber bundle, we refer to a bundle of multiple laser fiber strands, and when we refer to a laser fiber handle, we refer to a terminal. Each means something with its parts fixed.

■は多数本のレーザファイバ素線1aを束ねて構成した
レーザファイバ束で、両端末部21のレーザファイバ素
線1a同士は水密性にするため融着され、その他の中間
部は冷却効率を高めるためフリーとなっている。2はレ
ーザファイバ束の端末部21に取り付けられ、レーザ発
振装置にバンドルを保持するためのバンドル保持具、3
はバンドル保持具2とレーザファイバ束1の端末部21
との隙間を埋めて両者を固着する低融点ガラスである。
■ is a laser fiber bundle composed of a large number of laser fiber wires 1a bundled together, the laser fiber wires 1a at both end portions 21 are fused together to make them watertight, and the other intermediate portions are bonded to each other to increase cooling efficiency. Therefore, it is free. A bundle holder 2 is attached to the end portion 21 of the laser fiber bundle and is used to hold the bundle in the laser oscillation device;
is the bundle holder 2 and the terminal part 21 of the laser fiber bundle 1
It is a low melting point glass that fills the gap between the two and fixes them together.

4はレーザ発振装置の全反射鏡と一部反射鏡とに面する
レーザファイバ東端面である。このレーザファイバ東端
面4のレーザファイバ素線1a同士の融着断面形状はひ
し形で示しであるが、この形状はひし形に限らず六角形
などの多角形、円形、半円形、その他の形状であっても
よく、要するにレーザファイバ素線1a自身が変形して
冷媒が漏れないように融着されていれば良い。特に、レ
ーザファイバ素線1aの断面形状は、拡大して示したよ
うに理想的には六角形が良く、このようにすると隙間な
く最小径を構成することができる。
4 is the east end face of the laser fiber facing the total reflection mirror and the partial reflection mirror of the laser oscillation device. The fused cross-sectional shape of the laser fiber strands 1a on the east end face 4 of the laser fiber is shown as a rhombus, but this shape is not limited to the rhombus, but may also be a polygon such as a hexagon, a circle, a semicircle, or other shapes. In short, it is sufficient that the laser fiber wire 1a itself is fused so that it does not deform and the coolant does not leak. In particular, the cross-sectional shape of the laser fiber wire 1a is ideally hexagonal as shown in the enlarged view, and in this way, the minimum diameter can be formed without any gaps.

さて、上述した第1図に示すレーザファイババンドルの
製造方法の一例を述べる。
Now, an example of a method for manufacturing the laser fiber bundle shown in FIG. 1 mentioned above will be described.

まず、直径が200μmであるリン酸塩系レーザガラス
の多数本のファイバ素線から、20cmの長さのレーザ
ファイババンドルを作製するために、融着後の端面研磨
による欠損を考慮して、ファイバ素1i11 aを少し
長めに切断した。
First, in order to fabricate a 20 cm long laser fiber bundle from a large number of fibers made of phosphate laser glass with a diameter of 200 μm, the fibers were The element 1i11a was cut into a slightly longer length.

そして、これら多数本のファイバ素線をイソプロピルア
ルコールで6艷浄して乾燥させた後、第3図に示すよう
に、保持用の石英ガラス製バイブ5に挿入して断面円形
に束ねる。なお、断面形状は円形以外であってもよい。
After cleaning these many fiber strands with isopropyl alcohol and drying them, they are inserted into a holding quartz glass vibrator 5 and bundled into a circular cross-section, as shown in FIG. Note that the cross-sectional shape may be other than circular.

挿入するレーザファイバ素線は約900本であり、この
値は直径が200μmの多数のファイバ素線を、直径が
6mmとなるように隙間なく融着するために必要な本数
である。なお、保持用石英ガラス製パイプ5の両端の外
周側には、後述するプレスモールドへの挿入を円滑にす
るためのガイドとなるテーパ25が、中間部方向から端
部方向に向かって径の小さくなるように付けられている
The number of laser fiber strands to be inserted is approximately 900, and this value is the number required to fuse a large number of fiber strands each having a diameter of 200 μm to a diameter of 6 mm without any gaps. Incidentally, on the outer circumferential side of both ends of the holding quartz glass pipe 5, there are tapers 25 which serve as guides for smooth insertion into a press mold, which will be described later. It is attached so that

第3図において、融着されるべきレーザファイバ束Iの
両端末部21をバイブ5から約25mmそれぞれ突き出
し、次工程での取扱いを容易にするため、それらの先端
を金属ワイヤ6で図示するように束ねて締め付ける。本
実施例で使用したパイプ5は、外径10.0mm、内径
が6.8mmである。内径に関しては、融着後にパイプ
5をレーザファイバ束1から簡単に抜き出せるように、
レーザファイバ束1を挿入した状態でスムーズに動くこ
とが必要である。
In FIG. 3, both end portions 21 of the laser fiber bundle I to be fused are protruded from the vibrator 5 by approximately 25 mm, and their tips are shown with metal wires 6 to facilitate handling in the next step. Bundle and tighten. The pipe 5 used in this example has an outer diameter of 10.0 mm and an inner diameter of 6.8 mm. Regarding the inner diameter, so that the pipe 5 can be easily extracted from the laser fiber bundle 1 after fusion,
It is necessary to move smoothly with the laser fiber bundle 1 inserted.

次に第4図及び第5図に示すようなプレスモールド8に
上述した第3図のレーザファイバ束1を挿入する。プレ
スモールド8は二分割され、押し付けられる側の固定モ
ールド8aと、押し付ける側の可動モールド8bとから
構成される。両者の間隔dが約2mmの時に、中心の成
型部Sか直径5mmの円筒空間になるように作られてい
る。モールド3a、3bには加熱用のヒータ(ヒータ)
および熱電対10が内蔵されおり、また、成型部Sへの
挿入側には外端部から内部に向かって径の小さ(なるテ
ーパ7が付けられている。従って、モールド3a、3b
の成型部S内にレーザファイバ束1の端末部21を挿入
する際には、レーザファイバ束l側のバイブ5のテーパ
25がモールド8a、8b側のテーパ7に衝合するまで
入れればよい。このとき、レーザファイバ束1の先端に
巻き付けた金属ワイヤ6は取り外す。挿入後、押し付は
側の可動モールド8bを、レーザファイバ束1に接する
程度に押棒9に力を加えて径方向内方へ押し付ける。
Next, the laser fiber bundle 1 shown in FIG. 3 described above is inserted into a press mold 8 as shown in FIGS. 4 and 5. The press mold 8 is divided into two, consisting of a fixed mold 8a on the pressed side and a movable mold 8b on the pressed side. When the distance d between the two is about 2 mm, the molded part S at the center is made to form a cylindrical space with a diameter of 5 mm. Heaters for heating are installed in the molds 3a and 3b.
and a thermocouple 10 are built-in, and a taper 7 is provided on the side to be inserted into the molding part S with a diameter decreasing from the outer end toward the inside.
When inserting the end portion 21 of the laser fiber bundle 1 into the molded part S, it is sufficient to insert it until the taper 25 of the vibrator 5 on the side of the laser fiber bundle I abuts against the taper 7 on the side of the molds 8a and 8b. At this time, the metal wire 6 wound around the tip of the laser fiber bundle 1 is removed. After insertion, the movable mold 8b on the pressing side is pressed radially inward by applying force to the push rod 9 to the extent that it contacts the laser fiber bundle 1.

レーザファイバ束1をモールド3a、3b内にセットし
終えたら、550〜580’Cまで約30分で加熱する
。その温度を維持して、数分おきに、モールド3a、3
b間を少し広げて径方向内方の押し付けを解除し、90
度づつバイブ5とファイバ束1とを回転させ、プレスス
トロークを0゜03〜0.06mmにしてプレスする。
After the laser fiber bundle 1 is set in the molds 3a and 3b, it is heated to 550 to 580'C in about 30 minutes. While maintaining that temperature, mold 3a, 3 every few minutes.
Slightly widen the space between b to release the radially inward pressure, and press 90
The vibrator 5 and the fiber bundle 1 are rotated one by one, and the pressing stroke is set to 0.03 to 0.06 mm.

このようにしてファイバ束1を周方向にずらしながらプ
レスしていくと、レーザファイバ束1の端末部のレーザ
ファイバ素線1a同士が隙間な(融着する。
When the fiber bundle 1 is pressed while being shifted in the circumferential direction in this manner, the laser fiber strands 1a at the end portions of the laser fiber bundle 1 are fused together without a gap.

本実施例では融着時間が30〜60分間で、融着径を6
mmにした。この時に注意しなければならないことは、
レーザファイバ束Iはガラス転移温度以上に加熱されて
いるため、ファイバが曲がりやすくなっている。これを
避けるためパイプ5およびレーザファイバ束1は固定保
持される必要がある。そこで、図示していないが保持用
バイブ5およびレーザファイバ束1を上から吊り下げて
曲がりを防いだ。
In this example, the fusion time was 30 to 60 minutes, and the fusion diameter was 6.
It was set to mm. What you need to be careful about at this time is:
Since the laser fiber bundle I is heated above the glass transition temperature, the fibers are easily bent. To avoid this, the pipe 5 and the laser fiber bundle 1 must be held fixed. Therefore, although not shown, the holding vibrator 5 and the laser fiber bundle 1 were suspended from above to prevent bending.

このようにして得られたレーザファイバ束1の融着部分
の断面は変形し、ファイバ素線1aとファイバ素線1a
の間に隙間は存在しない状態になっていた。ファイバ素
線1aが理想的に配置され、この融着が理想的に行われ
れば、既述したように断面形状が六角形になり、最小径
か実現される。
The cross section of the fused portion of the laser fiber bundle 1 thus obtained is deformed, and the fiber strand 1a and the fiber strand 1a
There was no gap between them. If the fiber strands 1a are ideally arranged and this fusion is ideally performed, the cross-sectional shape will be hexagonal as described above, and the minimum diameter will be achieved.

上記の作業を両端末部21について行った後、保持用パ
イプ5を外した後に、さらに第6図に示すように、バン
ドル保持具2とレーザファイバ束1の融着部を低融点ガ
ラス3によって融着固定する。バンドル保持具2を融着
固定するのはレーザ発振装置にレーザファイババンドル
を取付けやすくするためである。バンドル保持具2は金
属、例えばステンレス製の円筒体で構成され、その一端
側には、低融点ガラス3の詰め込みを容易にするために
、外端部から内部に向かって径の小さくなるテーパ11
が形成されている。
After performing the above operations on both end portions 21 and removing the holding pipe 5, as shown in FIG. Fix by fusion. The reason why the bundle holder 2 is fused and fixed is to facilitate attachment of the laser fiber bundle to the laser oscillation device. The bundle holder 2 is made of a cylindrical body made of metal, for example stainless steel, and has a taper 11 on one end of which the diameter decreases from the outer end toward the inside in order to facilitate the filling of the low-melting glass 3.
is formed.

第6図に示すようにレーザファイバ束1を鉛直に立てた
状態で、バンドル保持具2の先端よりも約2mm、レー
ザファイバ束1の融着部を突き出して固定する。粒度が
1.0〜0.1mm程度の低融点ガラス3をバンドル保
持具2のテーパ11に詰め込む。
As shown in FIG. 6, with the laser fiber bundle 1 standing vertically, the fused portion of the laser fiber bundle 1 is protruded from the tip of the bundle holder 2 by about 2 mm and fixed. Low melting point glass 3 having a particle size of about 1.0 to 0.1 mm is packed into the taper 11 of the bundle holder 2.

そして、このまま図示しない電気抵抗炉に入れ、低融点
ガラス3の溶融温度である約400’C前後に加熱する
ことにより、レーザファイバ束1の融着部とバンドル保
持具2との僅かな隙間に低融点ガラス3を浸透させ、両
者を互いに融着させる。
Then, by placing this in an electric resistance furnace (not shown) and heating it to around 400'C, which is the melting temperature of the low melting point glass 3, the small gap between the fused part of the laser fiber bundle 1 and the bundle holder 2 is sealed. The low melting point glass 3 is infiltrated and both are fused together.

最後に、第7図に示すように、レーザファイバ束lの融
着部の端面の研磨を行う。レーザファイバ束lの端末部
21を融着したバンドル保持具2を、盤状をした研磨治
具12の中央に設けた挿入孔に挿入して固定し、研磨治
具12の端面と、バンドル保持具2の端面とを同一面に
する。研磨治具12にはレーザファイバ束1が折れない
ように、レーザファイバ束1を内部に挿通する保護バイ
ブ15を取り付ける。そして、研磨砂と研磨砥石13を
用いてレーザファイバ束1の端面を、レーザファイバ束
1の融着部の端面とバンドル保持具2の端面とが揃うま
で研磨した。このように本実施例では、レーザファイバ
束1の融着部の端面とハンドル保持具2の端面とが揃う
まで研磨したが、レーザファイバ束1の融着部がバンド
ル保持具2から突き出ている途中の状態で仕上げても構
わない。最終的に上記作業を両端面とも行い、保持具付
きレーザファイババンドルを作製した。
Finally, as shown in FIG. 7, the end face of the fused portion of the laser fiber bundle l is polished. A bundle holder 2 with the end portion 21 of the laser fiber bundle l fused is inserted into an insertion hole provided in the center of a disc-shaped polishing jig 12 and fixed, and the end face of the polishing jig 12 and the bundle holder are fixed. Make the end surface of ingredient 2 the same surface. A protective vibrator 15 is attached to the polishing jig 12 to prevent the laser fiber bundle 1 from breaking. Then, the end face of the laser fiber bundle 1 was polished using polishing sand and the polishing wheel 13 until the end face of the fused portion of the laser fiber bundle 1 and the end face of the bundle holder 2 were aligned. In this example, the end face of the fused part of the laser fiber bundle 1 was polished until the end face of the handle holder 2 was aligned, but the fused part of the laser fiber bundle 1 protruded from the bundle holder 2. It doesn't matter if you finish it in the middle. Finally, the above operation was performed on both end faces to produce a laser fiber bundle with a holder.

このようにして得られた保持具付きレーザファイババン
ドルをレーザ発振用ランプハウスにセットして、水を冷
媒とし、600JのXeのフラッシュランプをレーザフ
ァイババンドルに照射したとき、6.IJ、11054
nのレーザが発振した。これを数回繰り返してもレーザ
ファイババンドルからの冷媒漏れはなく、レーザの発振
効率も悪(ならなかった。
When the thus obtained laser fiber bundle with a holder was set in a laser oscillation lamp house and the laser fiber bundle was irradiated with a 600 J Xe flash lamp using water as a coolant, 6. IJ, 11054
n lasers oscillated. Even after repeating this several times, no coolant leaked from the laser fiber bundle, and the laser oscillation efficiency did not deteriorate.

以上述べたように本実施例によれば、レーザファイバ束
1の端末部2Iを、何らの介在物を用いることなく、レ
ーザファイバ素線1a同士を融着することにより直接固
着したので、融着部はレーザ発振にり熱が発生しても、
その熱に十分耐えることができ、したがって、有機接着
剤で接着した場合のように、有機接着剤が溶けて冷媒が
漏れたり、さらにはバンドル端末部端面に付着して発振
効率が低下したりすることがない。また、低融点ガラス
を用いて融着する場合のように、融着の際に発生する熱
でファイバが曲がったり、あるいは低融点ガラスが十分
に素線間に入らないためにファイバ素線間の密封性が損
なわれたりするということもない。さらには、酸溶出エ
ツチング法による場合のように、酸溶液を使わないので
、レーザファイバが酸に侵されるというようなこともな
い。
As described above, according to this embodiment, the end portions 2I of the laser fiber bundle 1 are directly fixed by fusing the laser fiber strands 1a together without using any inclusions, so that the fused Even if heat is generated due to laser oscillation,
It can withstand the heat sufficiently, and therefore, as in the case of bonding with an organic adhesive, the organic adhesive may melt and the refrigerant leaks, or it may adhere to the end face of the bundle end, reducing oscillation efficiency. Never. In addition, when fusing low-melting point glass, the fiber may bend due to the heat generated during fusing, or the low-melting point glass may not fit between the strands sufficiently, causing the gaps between the fiber strands to There is no possibility that the sealing performance will be impaired. Furthermore, since no acid solution is used, unlike in the case of the acid leaching etching method, there is no possibility that the laser fiber will be attacked by acid.

したがって、本実施例の方法は耐酸性に優れていないリ
ン酸塩系などのレーザファイバにも適用できる。
Therefore, the method of this embodiment can also be applied to phosphate-based laser fibers that do not have excellent acid resistance.

また、レーザファイバ束1の端末部をプレスモールド8
により加熱しながら加圧するようにしたので、レーザフ
ァイバ素線1a同士の融着が確実に行われ、間接的に接
着ないし融着するものと異なり、はるかに高い水密性を
実現することができる。
Additionally, the end portion of the laser fiber bundle 1 is molded into a press mold 8.
Since the laser fibers 1a are pressurized while being heated, the laser fiber strands 1a are reliably fused together, and unlike the case where they are indirectly bonded or fused, much higher watertightness can be achieved.

さらに、レーザファイバ束1の端末部をプレスモールド
8で加熱しながら加圧する際に、90度間隔でレーザフ
ァイバ束1を周方向にずらしながら行うようにしたので
、圧力が周方向に均一に加わって融着の均一化が促進さ
れ、このためレーザファイバ素線1a同士の融着をより
完全に行うことができる。
Furthermore, when applying pressure while heating the end portion of the laser fiber bundle 1 with the press mold 8, the laser fiber bundle 1 is shifted in the circumferential direction at 90 degree intervals, so that pressure is applied uniformly in the circumferential direction. As a result, uniformity of fusion bonding is promoted, and therefore the laser fiber strands 1a can be more completely fused together.

このように本実施例によれば、ファイバ素線自体が変形
してファイバ素線同士が直接融着されるので、ファイバ
素線自体を劣化することなしにバンドルが作製でき、レ
ーザ発振の際に、入力工不ルギを今まで以上に大きくし
ても、熱による有機接着剤の溶は出しや、低融点ガラス
の溶は出しがなくなり、発振効率の低下を抑えることが
でき、また、端末部からの漏水もなくなる。
As described above, according to this embodiment, the fiber wire itself is deformed and the fiber wires are directly fused together, so a bundle can be fabricated without deteriorating the fiber wire itself, and during laser oscillation. Even if the input power is increased more than ever before, organic adhesives and low-melting glass will no longer melt due to heat, and the decline in oscillation efficiency can be suppressed. There will be no more water leakage.

なお、上記実施例では、レーザ発振装置用のレーザファ
イババンドルを製造する場合について説明したが、本発
明はレーザ発振装置用のレーザファイババンドルに限定
されるものではなく、レーザの増幅装置にも用いること
ができる。さらに、高熱部の温度測定用バンドルなどに
も適用できる。
In addition, although the above embodiment describes the case of manufacturing a laser fiber bundle for a laser oscillation device, the present invention is not limited to a laser fiber bundle for a laser oscillation device, but can also be used for a laser amplification device. be able to. Furthermore, it can be applied to bundles for measuring the temperature of high-temperature areas.

また、レーザファイバ束の熱圧着にプレスモールドを使
用した場合について説明したが、これに限定されること
はなく、レーザファイバ束に対して均等な熱圧着が施せ
るものであれば、その手段は問わない。
In addition, although we have described the case where a press mold is used to thermocompress the laser fiber bundle, the method is not limited to this, and any method may be used as long as it can uniformly thermocompress the laser fiber bundle. do not have.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明のファイババンドルの製造
方法によれば、ファイバ素線を加熱、加圧することによ
ってファイバ束の端部を融着するようにしたので、ファ
イバ自体を劣化させることなしに、冷媒の漏れや、伝送
効率の低下を有効に抑えることができ、信頼性の高いレ
ーザファイババンドルを得ることができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the method for manufacturing a fiber bundle of the present invention, the ends of the fiber bundle are fused by heating and pressurizing the fiber strands, so that the fibers themselves are Leakage of coolant and reduction in transmission efficiency can be effectively suppressed without deterioration, and a highly reliable laser fiber bundle can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の製造方法に係るレーザファイババンド
ル例の斜視図、第2図は一般的なレーザ発振装置の構成
概念図、第3図は保持用パイプ内にレーザファイバ束を
挿通したところを示す平面図、第4図はプレス器の平面
図、第5図はレーザファイバ束に圧力を加えたところを
示すプレス器の断面図、第6図は端末部を融着したレー
ザファイバ束をファイバ保持具に入れて、低融点ガラス
を詰めたところを示す装着図、第7図はレーザファイバ
バンドルの端面の研磨方法を示す説明図である。 1はレーザファイバ束、laはレーザファイバ素線、2
はバンドル保持具、3は低融点ガラス、5は保持用パイ
プ、6は金属ワイヤ、8はプレスモールド、10は熱電
対、15は保護パイプ、2Fは端末部(端部)である。
Fig. 1 is a perspective view of an example of a laser fiber bundle according to the manufacturing method of the present invention, Fig. 2 is a conceptual diagram of the configuration of a general laser oscillation device, and Fig. 3 shows a laser fiber bundle inserted into a holding pipe. Fig. 4 is a plan view of the press, Fig. 5 is a cross-sectional view of the press showing pressure applied to the laser fiber bundle, and Fig. 6 shows the laser fiber bundle with the end portions fused together. FIG. 7 is an illustration showing a method of polishing the end face of the laser fiber bundle. 1 is a laser fiber bundle, la is a laser fiber wire, 2
3 is a bundle holder, 3 is a low melting point glass, 5 is a holding pipe, 6 is a metal wire, 8 is a press mold, 10 is a thermocouple, 15 is a protection pipe, and 2F is a terminal portion (end portion).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 レーザ光路に使用されるレーザファイバ素線を複数本束
ねてレーザファイバ束を形成し、このレーザファイバ束
の端部を加熱しながら該端部に径方向内方へ圧力を加え
て、端部の各レーザファイバ素線を変形させることによ
り、これらレーザファイバ素線同士を互いに融着させて
、レーザファイバ束の端部を固着する ようにしたことを特徴とするレーザファイババンドルの
製造方法。
[Claims] A laser fiber bundle is formed by bundling a plurality of laser fiber strands used in the laser optical path, and pressure is applied radially inward to the end portion of the laser fiber bundle while heating the end portion of the laser fiber bundle. In addition, the laser fiber bundle is characterized in that by deforming each laser fiber strand at the end, the laser fiber strands are fused to each other and the end of the laser fiber bundle is fixed. manufacturing method.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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