JPH04174804A - 中空光導波路の接続方法 - Google Patents
中空光導波路の接続方法Info
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- JPH04174804A JPH04174804A JP2302992A JP30299290A JPH04174804A JP H04174804 A JPH04174804 A JP H04174804A JP 2302992 A JP2302992 A JP 2302992A JP 30299290 A JP30299290 A JP 30299290A JP H04174804 A JPH04174804 A JP H04174804A
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Landscapes
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は光エネルギを伝送する中空光導波路の接続方法
に係り、特に長尺な中空光導波路を容易に製作すること
ができる方法に間する。
に係り、特に長尺な中空光導波路を容易に製作すること
ができる方法に間する。
［従来の技術］
波長１０．６μ市の炭酸ガスレーザ光は、発振効率が高
く、数ワットから数十キロワットまでの出力が安定に得
られるため、穿孔、切断、マーキング、あるいは溶接な
どの工業加工分野に広く使われている。炭酸ガスレーザ
光の伝送方法としては金属ミラーにより反射させて光軸
を曲げる空間伝搬方式が一般的である。
く、数ワットから数十キロワットまでの出力が安定に得
られるため、穿孔、切断、マーキング、あるいは溶接な
どの工業加工分野に広く使われている。炭酸ガスレーザ
光の伝送方法としては金属ミラーにより反射させて光軸
を曲げる空間伝搬方式が一般的である。
しかし、加工対象が二次元的なものから三次元的になる
につれて、金属ミラーの制御が複雑になり、実用上の問
題となっている。この空間伝搬方式の欠点を改善するた
めにレーザ光の光路を自由に曲げることができる光導波
路が研究されてきている。石英系ファイバでは損失が大
きいため炭酸ガスレーザ光を伝送することができない。
につれて、金属ミラーの制御が複雑になり、実用上の問
題となっている。この空間伝搬方式の欠点を改善するた
めにレーザ光の光路を自由に曲げることができる光導波
路が研究されてきている。石英系ファイバでは損失が大
きいため炭酸ガスレーザ光を伝送することができない。
このため、導波路としては主にカルコゲナイド等を用い
る赤外ファイバ形と、空気を媒体とする中空先導波路形
とが検討されている。この内、カルコゲナイド等を中実
材料に用いた赤外ファイバでは、レーザ光を入射させた
際に、ファイバ端面での反射が大きく、入射部での集中
的な発熱を生じる。これに対し、空気をコアとする中空
光導波路の場合は、入射部での反射がほとんどなく、大
パワ伝送に適している。特に、誘電体を内装した金属中
空光導波路は、金属バイブの内側に誘電体をコートする
ことにより内壁での反射率を高めたもので、低損失導波
路として最も有望である。現在までに最外殻となるニッ
ケルバイブの内面にゲルマニウム及び錫を内装した導波
路が開発され、長さ１ｍ、内径！、５ｍｍで透過率９０
％、最大伝送容ｔ１キロワット、長さ１ｍ、内径２．０
ｍｍで透過率９３％を達成しでいる。
る赤外ファイバ形と、空気を媒体とする中空先導波路形
とが検討されている。この内、カルコゲナイド等を中実
材料に用いた赤外ファイバでは、レーザ光を入射させた
際に、ファイバ端面での反射が大きく、入射部での集中
的な発熱を生じる。これに対し、空気をコアとする中空
光導波路の場合は、入射部での反射がほとんどなく、大
パワ伝送に適している。特に、誘電体を内装した金属中
空光導波路は、金属バイブの内側に誘電体をコートする
ことにより内壁での反射率を高めたもので、低損失導波
路として最も有望である。現在までに最外殻となるニッ
ケルバイブの内面にゲルマニウム及び錫を内装した導波
路が開発され、長さ１ｍ、内径！、５ｍｍで透過率９０
％、最大伝送容ｔ１キロワット、長さ１ｍ、内径２．０
ｍｍで透過率９３％を達成しでいる。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、長さ１ｍの中空光導波路では、これを三
次元加工に適用しても十分な作業範囲をカバーすること
ができない。特に工業加工に使用する場合は、導波路長
が長いことが必要である。
次元加工に適用しても十分な作業範囲をカバーすること
ができない。特に工業加工に使用する場合は、導波路長
が長いことが必要である。
そこで、中空光導波路同士の接続が検討され、導波路の
長尺化が図られた。接続方法としては導波路の端面をス
テンレスなとの金属円筒スリーブ内で突き合わせる方法
が検討された。この方法はスリーブと導波路とを接着剤
やハンダ付けなどにより機械的に固定する必要がある。
長尺化が図られた。接続方法としては導波路の端面をス
テンレスなとの金属円筒スリーブ内で突き合わせる方法
が検討された。この方法はスリーブと導波路とを接着剤
やハンダ付けなどにより機械的に固定する必要がある。
しかし、接着剤を用いると十分な強度が得られず、また
、ハンダ付けなどの高温処理を行うと導波路内の光学薄
膜が破損したり、高温処理部の金属が脆くなるなどの問
題があった。
、ハンダ付けなどの高温処理を行うと導波路内の光学薄
膜が破損したり、高温処理部の金属が脆くなるなどの問
題があった。
本発明の目的は、スリーブ材料と接続固定手段を中空光
導波路の材料に合せることによって、前述した従来技術
の問題点を解消し、低損失で十分な機械的強度をもつ長
尺な中空光導波路の接続方法を提供することにある。
導波路の材料に合せることによって、前述した従来技術
の問題点を解消し、低損失で十分な機械的強度をもつ長
尺な中空光導波路の接続方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明は、誘電体内装金属中空光導波路同士を接続する
に際して、この導波路の最外殻を形成している金属材料
と同じ材料を用いて、前記導波路の外径よりもわずかに
大きな内径を有する接続スリーブを形成し、この接続ス
リーブの両端から前記導波路を挿入してその端面を突き
合わせ、その後、接続スリーブを含む接続部の外周に前
記金属すオ科と同じ材料からなる金属層をめっきなどに
より十分な厚さに形成して導波路同士を一体接続するよ
うにしたものである。
に際して、この導波路の最外殻を形成している金属材料
と同じ材料を用いて、前記導波路の外径よりもわずかに
大きな内径を有する接続スリーブを形成し、この接続ス
リーブの両端から前記導波路を挿入してその端面を突き
合わせ、その後、接続スリーブを含む接続部の外周に前
記金属すオ科と同じ材料からなる金属層をめっきなどに
より十分な厚さに形成して導波路同士を一体接続するよ
うにしたものである。
この場合、前記導波路の最外殻及び接続スリーブの材質
をニッケルとし、ニッケルめっきにより接続部を一体化
することが好ましい。
をニッケルとし、ニッケルめっきにより接続部を一体化
することが好ましい。
［作用コ
現在使用されている中空先導波路では、ゲルマニウム内
装銀中空光導波路が最も優れた伝送特性を有している。
装銀中空光導波路が最も優れた伝送特性を有している。
この導波路は、機械強度を保持する最外殻がニッケルめ
っきによって形成されている。そこで、接続スリーブも
ニッケルめっきによって形成し、このスリーブ内で導波
路の端面を突き合わせる。その後、この接続部にニッケ
ルめっきを施し、十分な厚さのニッケル層を形成して、
固定、補強する。めっきを施す下地が同じニッケルであ
るため接続部は完全に一体化する。ニッケルに限らず、
導波路の最外殻、接続スリーブ、及び補強層をめっき可
能な同一金属材料を用いて形成すれば、一体化された接
続部を得ることができる。
っきによって形成されている。そこで、接続スリーブも
ニッケルめっきによって形成し、このスリーブ内で導波
路の端面を突き合わせる。その後、この接続部にニッケ
ルめっきを施し、十分な厚さのニッケル層を形成して、
固定、補強する。めっきを施す下地が同じニッケルであ
るため接続部は完全に一体化する。ニッケルに限らず、
導波路の最外殻、接続スリーブ、及び補強層をめっき可
能な同一金属材料を用いて形成すれば、一体化された接
続部を得ることができる。
［実施例コ
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
実施例１
第１図は実施例１による中空光導波路１．２の接続工程
を示したものである。内径２．０ｍｍ。
を示したものである。内径２．０ｍｍ。
長さ１ｍのゲルマニウム内装銀中空光導波路１．２同士
を接続する場合を説明する。
を接続する場合を説明する。
まず、外径２．３ｍｍのアルミニウムバイブ３を母材に
用いてその外周上に厚さ０．１ｍｍのニッケルめっき４
を施しく第１図（ａ））、アルミニウムバイブ３のみを
選択エツチングして内径２．３ｍｍ、外径２．５ｍｍの
接続スリーブ５を作製する（第１図（ｂ））。ここで中
空光導波路１．２を作製する際に、最外殻のニッケル層
６の厚さを制御して０．１４５ｍｍとし、導波路の外径
を２．２９ｍｍに制御する。接続する導波路１．２と接
続スリーブ５とのクリアランスを１０μｍ前後にすると
軸ずれの少ない低損失な接続がスムーズにてきる。接続
スリーブ５の長さは３０ｍｍである。
用いてその外周上に厚さ０．１ｍｍのニッケルめっき４
を施しく第１図（ａ））、アルミニウムバイブ３のみを
選択エツチングして内径２．３ｍｍ、外径２．５ｍｍの
接続スリーブ５を作製する（第１図（ｂ））。ここで中
空光導波路１．２を作製する際に、最外殻のニッケル層
６の厚さを制御して０．１４５ｍｍとし、導波路の外径
を２．２９ｍｍに制御する。接続する導波路１．２と接
続スリーブ５とのクリアランスを１０μｍ前後にすると
軸ずれの少ない低損失な接続がスムーズにてきる。接続
スリーブ５の長さは３０ｍｍである。
次に、接続スリーブ５のほぼ中央で導波路１．２の端面
９（第１図（ｅ）参照）同士が突き合されるように挿入
する（第１図（Ｃ））。しかる後に、スリーブ５を含む
導波路１．２の外周、即ち長さ１０ｃｍに渡る接続部に
補強用のニッケルめつき７を電気めフき法により施す（
第１図（ｄ））。この補強ニッケルめっき７の厚さは０
．１ｍｍ以上にする。
９（第１図（ｅ）参照）同士が突き合されるように挿入
する（第１図（Ｃ））。しかる後に、スリーブ５を含む
導波路１．２の外周、即ち長さ１０ｃｍに渡る接続部に
補強用のニッケルめつき７を電気めフき法により施す（
第１図（ｄ））。この補強ニッケルめっき７の厚さは０
．１ｍｍ以上にする。
以上の方法で長さ２ｍの接続中空光導波路８が作製でき
た。その断面を第１図（ｅ）に示す。この導波路８の透
過率は９２％となり、第２図に示したように、接続部を
含む５０ｃｍの試験片１０を作製して引張り試験を行っ
たところ、引張り加重１５０ｋｇで接続部から１５ｃｍ
離れたところから破断し、接続部は壊れなかった。
た。その断面を第１図（ｅ）に示す。この導波路８の透
過率は９２％となり、第２図に示したように、接続部を
含む５０ｃｍの試験片１０を作製して引張り試験を行っ
たところ、引張り加重１５０ｋｇで接続部から１５ｃｍ
離れたところから破断し、接続部は壊れなかった。
実施例２
第３図は実施例２による接続中空光導波路の断面図であ
る。
る。
この接続中空光導波路３８は、ゲルマニウム内装銀中空
光導波路３１．３２の内径を２．０ｍｍ、外径を２．０
９ｍｍとし、接続スリーブ３５の内径を２．１ｍｍ、外
径を２．２ｍｍに形成して、接続スリーブ３５内で導波
路の端面３９を突き合わせた後に、接続部のみてなく導
波路全体に厚さ０．１ｍｍの光沢ニッケルめつきＮ３７
を形成する。光沢めっきの平滑化作用によって接続部の
段差が埋め込まれ、外見上接続段差のない２ｍの接続中
空光導波路３８が作製できた。この導波路３８は水冷の
ためのジャケットに挿入しても流量を制限する段差ない
しコブがなく、十分な量の冷却水を流すことができる。
光導波路３１．３２の内径を２．０ｍｍ、外径を２．０
９ｍｍとし、接続スリーブ３５の内径を２．１ｍｍ、外
径を２．２ｍｍに形成して、接続スリーブ３５内で導波
路の端面３９を突き合わせた後に、接続部のみてなく導
波路全体に厚さ０．１ｍｍの光沢ニッケルめつきＮ３７
を形成する。光沢めっきの平滑化作用によって接続部の
段差が埋め込まれ、外見上接続段差のない２ｍの接続中
空光導波路３８が作製できた。この導波路３８は水冷の
ためのジャケットに挿入しても流量を制限する段差ない
しコブがなく、十分な量の冷却水を流すことができる。
以上述べたように本実施例１．２は、中空光導波路を接
続する金属スリーブと被接続用の中空光導波路とを同じ
材料で作製し、スリーブ内で導波路の端面を突き合わせ
た後に、その部分に導波路及びスリーブと同じ金属材料
をめっきによって十分な厚さに形成し、一体止して補強
したものである。したがフて、従来のように導波路の端
面をステンレスなどの金属円筒スリーブ内で突き合わせ
て、スリーブと導波路とを機械的に固定するものと異な
り、接着剤等を用いる必要がないため十分な強度が得ら
れ、また、ハンダ付けなどの高温処理を行う必要もない
ので、導波路内の光学薄膜が破損したり、高温処理部の
金属が脆くなるなどの問題もなくなる。その結果、従来
に比して低損失で十分な機械的強度をもつ長尺な接続中
空先導波路を得ることが可能である。
続する金属スリーブと被接続用の中空光導波路とを同じ
材料で作製し、スリーブ内で導波路の端面を突き合わせ
た後に、その部分に導波路及びスリーブと同じ金属材料
をめっきによって十分な厚さに形成し、一体止して補強
したものである。したがフて、従来のように導波路の端
面をステンレスなどの金属円筒スリーブ内で突き合わせ
て、スリーブと導波路とを機械的に固定するものと異な
り、接着剤等を用いる必要がないため十分な強度が得ら
れ、また、ハンダ付けなどの高温処理を行う必要もない
ので、導波路内の光学薄膜が破損したり、高温処理部の
金属が脆くなるなどの問題もなくなる。その結果、従来
に比して低損失で十分な機械的強度をもつ長尺な接続中
空先導波路を得ることが可能である。
なお、本発明は１つの接続スリーブを使って２本の中空
光導波路を接続する場合のみならず、２つ以上の接続ス
リーブを使って何本もの中空光導波路を接続することも
可能で、より一層長い中空先導波路を得ることができる
ことは言うまでもない。しかも、このように何本もの中
空光導波路を接続する場合であっても、接続損失がほと
んどないので、接続損失によって中空光導波路全体の伝
送効率が悪くなることがなく、特に三次元ロボットに取
り付けられる導波路に使うと、本発明は極めて有効であ
る。
光導波路を接続する場合のみならず、２つ以上の接続ス
リーブを使って何本もの中空光導波路を接続することも
可能で、より一層長い中空先導波路を得ることができる
ことは言うまでもない。しかも、このように何本もの中
空光導波路を接続する場合であっても、接続損失がほと
んどないので、接続損失によって中空光導波路全体の伝
送効率が悪くなることがなく、特に三次元ロボットに取
り付けられる導波路に使うと、本発明は極めて有効であ
る。
また、上記実施例では内装する誘電体及び金属をゲルマ
ニウム及び銀としたが、例えば誘電体にあってはセレン
化亜鉛、金属にあっては金などでもよく、さらに最外殻
となる補強用金属層もニッケル以外の金属であってもよ
い。
ニウム及び銀としたが、例えば誘電体にあってはセレン
化亜鉛、金属にあっては金などでもよく、さらに最外殻
となる補強用金属層もニッケル以外の金属であってもよ
い。
［発明の効果コ
以上述べたように、本発明によれは、光エネルギを伝送
する中空光導波路の低損失で十分な機械強度をもった接
続が可能となる。これによって中空導波路の長尺化が容
易となる。
する中空光導波路の低損失で十分な機械強度をもった接
続が可能となる。これによって中空導波路の長尺化が容
易となる。
しかも同一の金属材料を用いて一体化しているため、冷
却効率も良く、温度上昇による熱歪の影響も均一で、大
パワ伝送下での信頼性が高い。
却効率も良く、温度上昇による熱歪の影響も均一で、大
パワ伝送下での信頼性が高い。
第１図は本発明による中空光導波路の接続方法の実施例
を説明する工程図、第２図は本実施例により形成した接
続中空光導波路の引張り試験の結果説明図、第３図は本
発明の他の実施例により作製した中空光導波路の接続部
の断面図である。 １．２・・・ゲルマニウム内装銀中空光導波路、４・・
・ニッケルめっき、５・・・接続スリーブ、６・・・二
・ンケル層、７・・・補強ニッケルめっき、８・・・接
続中空光導波路、９・・・端面。 （ａ） ニッケルめっき （ｅ）断面 本実施例による接続−［程 第１図
を説明する工程図、第２図は本実施例により形成した接
続中空光導波路の引張り試験の結果説明図、第３図は本
発明の他の実施例により作製した中空光導波路の接続部
の断面図である。 １．２・・・ゲルマニウム内装銀中空光導波路、４・・
・ニッケルめっき、５・・・接続スリーブ、６・・・二
・ンケル層、７・・・補強ニッケルめっき、８・・・接
続中空光導波路、９・・・端面。 （ａ） ニッケルめっき （ｅ）断面 本実施例による接続−［程 第１図
Claims (2)
- （１）誘電体内装金属中空光導波路同士を接続するに際
して、 この導波路の最外殻を形成している金属材料と同じ材料
を用いて前記導波路の外径よりもわずかに大きな内径を
有する接続スリーブを形成し、この接続スリーブの両端
から前記導波路を挿入してその端面を突き合わせ、 その後、接続スリーブを含む接続部の外周に前記金属材
料と同じ材料からなる金属層を形成して導波路同士を接
続したことを特徴とする中空光導波路の接続方法。 - （２）前記導波路の最外殻及び接続スリーブの材料をニ
ッケルとし、ニッケルめっきにより接続部を一体化した
ことを特徴とする請求項１に記載の中空光導波路の接続
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2302992A JPH04174804A (ja) | 1990-11-08 | 1990-11-08 | 中空光導波路の接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2302992A JPH04174804A (ja) | 1990-11-08 | 1990-11-08 | 中空光導波路の接続方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04174804A true JPH04174804A (ja) | 1992-06-23 |
Family
ID=17915631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2302992A Pending JPH04174804A (ja) | 1990-11-08 | 1990-11-08 | 中空光導波路の接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04174804A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002241983A (ja) * | 2001-02-16 | 2002-08-28 | Hikari Tekku Kk | スリ−ブの製造方法 |
-
1990
- 1990-11-08 JP JP2302992A patent/JPH04174804A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002241983A (ja) * | 2001-02-16 | 2002-08-28 | Hikari Tekku Kk | スリ−ブの製造方法 |
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