JPH1010342A - 光移送ファイバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ光の光軸に対する光移送ファイバコア
部の相対的なずれに伴うクラッド部の昇温や、クラッド
部の焼損を防止し且つレーザ光軸のずれを検知する。 【解決手段】 光移送ファイバの基端部における被覆部
９ｃを除去してクラッド部９ｂを外部に露出させ、クラ
ッド部９ｂの基端部における端面９ｄを被覆するように
筒状の保護部材１１をクラッド部９ｂの基端部に外嵌
し、保護部材１１に温度センサ１２を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を利用し
た部材加工や治療に用いる光移送ファイバに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年レーザ光を利用して、部材の切断、
溶接等を行うレーザ加工や、生体組織中の病巣部を切除
するレーザ治療が行われている。

【０００３】図３はレーザ加工やレーザ治療に用いられ
るレーザ発振器の一例を示すものであり、このレーザ発
振器は、放物線形状の内周面に金メッキ等による高反射
率被覆層が形成された楕円筒ミラー１と、該楕円筒ミラ
ー１に同軸に内装され且つレーザ媒質となるべきＹＡＧ
ロッド２と、該ＹＡＧロッド２の両側方に位置するよう
に楕円筒ミラー１に内装され且つＹＡＧロッド２に対し
て励起光を出射する励起ランプ３と、ＹＡＧロッド２の
一端に正対するように配置されたフロントミラー４ａ及
びＹＡＧロッド２の他端に正対するリアミラー４ｂによ
り構成され且つＹＡＧロッド２より射出される波長１０
６４ｎｍのレーザ光（ＹＡＧレーザ基本波）５を共振さ
せる共振器と、それぞれ波長１０６４ｎｍの光に対する
高反射率被覆層が形成され且つ共振器のフロントミラー
４ａより出射されるレーザ光５を順次反射する２基の反
射ミラー６，７と、反射ミラー７より出射されるレーザ
光５を集光する入射用レンズ８とを備えている。

【０００４】図３に示すレーザ発振器では、励起ランプ
３を点灯させると、該励起ランプ３から出射される励起
光が直接、あるいは楕円筒ミラー１の高反射率被覆層を
介してＹＡＧロッド２に入射し、該ＹＡＧロッド２より
レーザ光５が出射され、該レーザ光５は、フロントミラ
ー４ａ及びリアミラー４ｂにより構成される共振器で共
振して光エネルギーが増幅され、フロントミラー４ａか
ら外部へ出射される。

【０００５】更に、フロントミラー４ａから出射される
レーザ光５は、２基の反射ミラー６，７を経て入射用レ
ンズ８に入射し、該入射用レンズ８によって集光され
る。

【０００６】この入射用レンズ８より出射されるレーザ
光５を、レーザ加工を行うべき加工対象部材、あるいは
レーザ医療を行うべき治療対象生体組織に照射する手段
には、軽量且つ屈曲性を具備した光移送ファイバＦが用
いられている。

【０００７】光移送ファイバＦは、図４及び図５に示す
ように、石英硝子を原料としたガラスファイバにより線
状に形成され且つ光を透過させる性質を有するコア部９
ａと、シリコン樹脂を原料としてコア部９ａを周方向に
覆うように形成され且つ光を反射する性質を有するクラ
ッド部９ｂと、該クラッド部９ｂを周方向に覆うように
形成された被覆部９ｃとを備えており、レーザ加工、あ
るいはレーザ治療を実施するのにあたっては、入射用レ
ンズ８より出射されるレーザ光５を、光移送ファイバＦ
の基端部におけるコア部９ａに入射させ、光移送ファイ
バＦに先端部におけるコア部９ａから先に述べた加工対
象部材、あるいは治療対象生体組織に対してレーザ光５
を照射するようにしている。

【０００８】光移送ファイバＦによって加工対象部材、
あるいは治療対象生体組織へレーザ光５が効率よく照射
されるようにするためには、入射用レンズ８より出射さ
れるレーザ光５の光軸中心と光移送ファイバＦの基端部
におけるコア部９ａの中心とを一致させる必要がある。

【０００９】そこで、反射ミラー７の反入射用レンズ側
に、反射ミラー７から入射用レンズ８に向って出射され
るレーザ光５の光軸に撮像軸が一致するようにＣＣＤカ
メラ等の撮影装置１０を配置しておき、ランプ等の光源
（図示せず）を用いて反射ミラー７の近傍に可視光を照
射したうえ、撮影装置１０により反射ミラー７及び入射
用レンズ８を介してコア部９ａを撮影することにより、
入射用レンズ８より出射されるレーザ光５の光軸中心を
光移送ファイバＦの基端部におけるコア部９ａの中心と
が一致しているか否かを調べ、レーザ光５の光軸中心に
対してコア部９ａの中心がずれている場合には、光移送
ファイバＦの基端部を支持している支持具（図示せず）
を適宜調整して、コア部９ａの中心をレーザ光５の光軸
中心に一致させるようにしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、加工対象部
材、あるいは治療対象生体組織へレーザ光５を照射する
前に、コア部９ａの中心がレーザ光５の光軸中心に一致
するように光移送ファイバＦの基端部の位置を調整して
おいても、レーザ発振器の近傍に設置されている他の機
器の振動等に起因して、コア部９ａの中心がレーザ光５
の光軸中心からずれることがある。

【００１１】このように、レーザ光５の光軸中心に対し
てコア部９ａの中心がずれると、光移送ファイバＦを介
して加工対象部材、あるいは治療対象生体組織へレーザ
光５が効率よく照射されなくなるだけではなく、レーザ
光５の光エネルギーが高い場合には、光移送ファイバＦ
の基端部におけるクラッド部９ｂにレーザ光５が入射す
ることによってクラッド部９ｂが昇温され、この結果、
光移送ファイバＦに焼損が生じる。

【００１２】本発明は上述した実状に鑑みてなしたもの
で、レーザ光の光軸中心に対してコア部の中心がずれた
ことを検出する機能を備えた光移送ファイバを提供する
ことを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の光移送ファイバでは、線状に形成され且つ
光を透過させる性質を有するコア部９ａと、該コア部９
ａを周方向に覆うように形成され且つ光を反射する性質
を有するクラッド部９ｂと、該クラッド部９ｂを周方向
に覆うように形成された被覆部９ｃとを備えた光移送フ
ァイバにおいて、該光移送ファイバの基端部に基端部に
おける被覆部９ｃを除去してクラッド部９ｂを外部に露
出させ、クラッド部９ｂの基端部における端面９ｄを被
覆するように筒状の保護部材１１をクラッド部９ｂの基
端部に外嵌し、前記の保護部材１１に温度検出手段１２
を設けている。

【００１４】本発明の光移送ファイバでは、保護部材１
１が光移送ファイバの基端部におけるクラッド部９ｂの
端面へのレーザ光の入射を防止し、また、温度センサ１
２により保護部材１１の温度上昇を検知し、コア部９ａ
に対してレーザ光の光軸が一致しているか否かを判定す
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に設明する。

【００１６】図１及び図２は本発明の光移送ファイバの
実施の形態の一例を示すものであり、図中図３から図５
に示すものと同一の符号を付したものは同一物を表して
いる。

【００１７】図１及び図２に示す光移送ファイバでは、
該光移送ファイバの基端部における被覆部９ｃを除去し
てクラッド部９ｂを外部に露出させ、該クラッド部９ｂ
の基端部における端面９ｄを被覆するように筒状の保護
部材１１をクラッド部９ｂに外嵌させている。

【００１８】この保護部材１１には、光移送ファイバの
先端寄りに位置すべき端面１１ｂから部材中心に向って
延び且つ上記のように露出させたクラッド部９ｂの外径
に等しい内径を有する嵌着孔１１ａと、光移送ファイバ
の基端寄りに位置すべき端面１１ｄから部材中心に向っ
て前記の嵌着孔１１ａのに対して同軸に連通するように
延び且つ光移送ファイバの基端側から先端側へ向って徐
々に内径が縮小する入光孔１１ｃとが穿設されている。

【００１９】上記の入光孔１１ｃの最も光移送ファイバ
の先端寄りに位置する部分の内径は、コア部９ａの外
径、すなわちクラッド部９ｂの内径と等しくなるように
形成されており、この入光孔１１ｃの形状に起因して、
嵌着孔１１ａに嵌入したクラッド部９ｂの基端部におけ
る端面９ｄが被覆されるようになっている。

【００２０】上述した形状を有する保護部材１１は、銅
等の熱伝達率が高い部材によって形成されている。

【００２１】また、保護部材１１の外周部には、熱電対
等の温度センサ１２が設けられている。

【００２２】この温度センサ１２には、温度センサ１２
に生じる熱起電力に応じて作動する警報器（図示せず）
が導線１３を介して接続されている。

【００２３】次に図１及び図２に示す光移送ファイバの
作動を説明する。

【００２４】レーザ光５の光軸中心に対して光移送ファ
イバの基端部におけるコア部９ａの中心がずれた場合、
レーザ光５は、保護部材１１の入光孔１１ｃの内周面に
入射するので、レーザ光５がクラッド部９ｂに入射せ
ず、よって、クラッド部９ｂに焼損が生じない。

【００２５】一方、レーザ光５の入射により保護部材１
１が昇温されると、該保護部材１１の外周部に取り付け
られた温度センサ１２に生じる熱起電力に応じて警報器
が作動し、コア部９ａに対するレーザ光５の光軸がずれ
たことが告知される。

【００２６】更に、図１及び図２に示す光移送ファイバ
では、保護部材１１の入光孔１１ｃの内径を、軸線方向
に同一とすることなく、光移送ファイバの基端側から先
端側へ向って徐々に縮小するように形成しているので、
入射用レンズ８により集光されるレーザ光５の光軸がコ
ア部９ａに対してすこしずれたとしても、該コア部９ａ
へのレーザ光５の入射が入光孔１１ｃとの内周面によっ
て阻害されることがない。

【００２７】なお、本発明の光移送ファイバは、上述し
た実施の形態のみに限定されるものではなく、ＹＡＧレ
ーザ以外の種々のレーザに本発明の光移送ファイバを適
用すること、保護部材１１に対する温度センサ１２取り
付け位置を適宜変更すること、その他、本発明の要旨を
逸脱しない範囲において種々の変更を加え得ることは勿
論である。

【００２８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の光移送ファ
イバによれば下記のように種々の効果を奏しうる。

【００２９】（１）保護部材１１によってクラッド部９
ｂの基端部における端面９ｄを覆っているので、コア部
９ａに対するレーザ光の光軸の相対的なずれが生じて
も、クラッド部９ｂにレーザ光５が入射することがな
く、よって、光移送ファイバの焼損を防止することがで
きる。

【００３０】（２）温度検出手段１２によって保護部材
１１の温度検出を行うことにより、コア部９ａに対する
レーザ光５の光軸の相対的なずれが生じているか否かを
確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光移送ファイバの実施の形態の一例を
示す断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。

【図３】固体レーザ発振器の一例を示す概念図である。

【図４】従来の光移送ファイバの一例を示す断面図であ
る。

【図５】図４のＶ−Ｖ矢視図である。

【符号の説明】 ９ａ コア部 ９ｂ クラッド部 ９ｃ 被覆部 ９ｄ 端面 １１ 保護部材 １１ａ 嵌着孔 １１ｃ 入光孔 １２ 温度センサ（温度検出手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 線状に形成され且つ光を透過させる性質
   を有するコア部（９ａ）と、該コア部（９ａ）を周方向
   に覆うように形成され且つ光を反射する性質を有するク
   ラッド部（９ｂ）と、該クラッド部（９ｂ）を周方向に
   覆うように形成された被覆部（９ｃ）とを備えた光移送
   ファイバにおいて、該光移送ファイバの基端部における
   被覆部（９ｃ）を除去してクラッド部（９ｂ）を外部に
   露出させ、クラッド部（９ｂ）の基端部における端面
   （９ｄ）を被覆するように筒状の保護部材（１１）をク
   ラッド部（９ｂ）の基端部に外嵌し、前記の保護部材
   （１１）に温度検出手段（１２）を設けたことを特徴と
   する光移送ファイバ。