JPS61233705A - 中空光導波路 - Google Patents
中空光導波路Info
- Publication number
- JPS61233705A JPS61233705A JP60076068A JP7606885A JPS61233705A JP S61233705 A JPS61233705 A JP S61233705A JP 60076068 A JP60076068 A JP 60076068A JP 7606885 A JP7606885 A JP 7606885A JP S61233705 A JPS61233705 A JP S61233705A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- loss
- dielectric
- axis direction
- dielectric layer
- electric field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/032—Optical fibres with cladding with or without a coating with non solid core or cladding
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］
本発明は、低損失な誘電体を内装させた金属中空光導波
路の一つであり、可撓性を有することによって操作性を
高め、特に医療及び工業加工に使用される炭酸ガスレー
ザ光の伝送に好適な中空光導波路に関するものである。
路の一つであり、可撓性を有することによって操作性を
高め、特に医療及び工業加工に使用される炭酸ガスレー
ザ光の伝送に好適な中空光導波路に関するものである。
［従来の技術］
炭酸ガスレーザは、発振効率が高く大出力を得ることが
できるため、医療用のレーザメスや溶接、切断等の工業
加工用として広く用いられるようになってきている。
できるため、医療用のレーザメスや溶接、切断等の工業
加工用として広く用いられるようになってきている。
しかし、その発振波長が１０．６μｍという赤外領域に
あるため、従来の石英系光ファイバでは損失が大きく、
炭酸ガスレーザ光用導波路として用いることはできない
。従って、現在炭酸ガスレーザ光を導く手段としては、
数枚のミラーを用いた中空伝送が主であり、操作性にお
いて極めて不利である。
あるため、従来の石英系光ファイバでは損失が大きく、
炭酸ガスレーザ光用導波路として用いることはできない
。従って、現在炭酸ガスレーザ光を導く手段としては、
数枚のミラーを用いた中空伝送が主であり、操作性にお
いて極めて不利である。
炭酸ガスレーザ光用導波路として赤外ファイバの開発が
進められているが、より大電力伝送を目的として金属中
空光導波路が提案されている（Ｅ、Ｇａｒｍｉｒｅ、Ｔ
、Ｍｃｍａｈｏｎ 、 ａｎｄ ）ｆ、Ｂａ５ｓ、ＩＥ
ＥＥ Ｊ、ＱＩＪ−ａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、Ｑ
Ｅ−１６，２３（１９８０） ）。
進められているが、より大電力伝送を目的として金属中
空光導波路が提案されている（Ｅ、Ｇａｒｍｉｒｅ、Ｔ
、Ｍｃｍａｈｏｎ 、 ａｎｄ ）ｆ、Ｂａ５ｓ、ＩＥ
ＥＥ Ｊ、ＱＩＪ−ａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、Ｑ
Ｅ−１６，２３（１９８０） ）。
このものは、第３図に示すように断面が矩形構造をして
おり、電界が矩形の 長軸方向に偏波したＴＥモードを
入射されることによって低損失な光導波路が実現できる
。なお、第３図において、３１は金属、３２は中空領域
でおる。
おり、電界が矩形の 長軸方向に偏波したＴＥモードを
入射されることによって低損失な光導波路が実現できる
。なお、第３図において、３１は金属、３２は中空領域
でおる。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、このような光導波路は断面が矩形をして
いるため可撓性の方向が一方向であり、操作性に制限を
受ける。
いるため可撓性の方向が一方向であり、操作性に制限を
受ける。
本発明は上記に基いてなされたもので、低損失伝送が可
能であり、しかも可撓性を付与することによって操作性
を高めることができる中空光導波路の提供を目的とする
ものである。
能であり、しかも可撓性を付与することによって操作性
を高めることができる中空光導波路の提供を目的とする
ものである。
Ｅ問題点を解決するための手段］
高損失な金属で囲まれた光導波路では、電界が金属壁面
に対し平行な電磁波は低損失であるが、電界が金属壁面
に対し垂直な成分を持つようになると極めて高損失にな
ることから、本発明では中空光領域と金属壁面との間に
適当な厚さの誘電体層を内装させ、これによって電界が
金属壁面に対し垂直な成分をもつ電磁波に対して低損失
になるようにしている。
に対し平行な電磁波は低損失であるが、電界が金属壁面
に対し垂直な成分を持つようになると極めて高損失にな
ることから、本発明では中空光領域と金属壁面との間に
適当な厚さの誘電体層を内装させ、これによって電界が
金属壁面に対し垂直な成分をもつ電磁波に対して低損失
になるようにしている。
また、導波路の断面を楕円にすることによって偏波面が
保存された安定なモードのみを励振し、しかも可撓性を
付与している。
保存された安定なモードのみを励振し、しかも可撓性を
付与している。
従って、本発明の特徴点は、複素屈折率が大きな金属材
料よりなる楕円断面を有する中空光導波路において、長
袖方向付近の内側のみに低損失な誘電体層を膜厚が誘電
体中の電磁波の波長の１／４の奇数倍にほぼ比例するよ
うに設定して内装したことにある（第１発明）。
料よりなる楕円断面を有する中空光導波路において、長
袖方向付近の内側のみに低損失な誘電体層を膜厚が誘電
体中の電磁波の波長の１／４の奇数倍にほぼ比例するよ
うに設定して内装したことにある（第１発明）。
また、複素屈折率が大きな金属材料よりなる楕円断面を
有する中空光導波路において、周方向に一様に２種類の
異なる屈折率をもつ低損失な誘電体交互多層膜を膜厚が
それぞれ誘電体中の電磁波の波長の１／４の奇数倍にほ
ぼ比例するように設定して内装し、さらに長軸方向付近
の内側のみに低損失な誘電体層を膜厚が誘電体中の電磁
波の波長の１／４の奇数倍にほぼ比例するように設定し
て内装したことにある（第２発明）。
有する中空光導波路において、周方向に一様に２種類の
異なる屈折率をもつ低損失な誘電体交互多層膜を膜厚が
それぞれ誘電体中の電磁波の波長の１／４の奇数倍にほ
ぼ比例するように設定して内装し、さらに長軸方向付近
の内側のみに低損失な誘電体層を膜厚が誘電体中の電磁
波の波長の１／４の奇数倍にほぼ比例するように設定し
て内装したことにある（第２発明）。
本発明において、複素屈折率が大きい金属材料としては
、Ａｇ、ＡＵ、ＣＵ、Ａｆｆｌなどがあげられ、また内
装する低損失誘電体材料としては、Ｚｎ５ｅ、Ｇｅ、Ｋ
（Ｊ）、Ｃ３Ｏｒなどのハロゲン化物、あるいはＧｅ５
ｅｖＪＧｅＴｅ系ガラスなどがあげられる。
、Ａｇ、ＡＵ、ＣＵ、Ａｆｆｌなどがあげられ、また内
装する低損失誘電体材料としては、Ｚｎ５ｅ、Ｇｅ、Ｋ
（Ｊ）、Ｃ３Ｏｒなどのハロゲン化物、あるいはＧｅ５
ｅｖＪＧｅＴｅ系ガラスなどがあげられる。
［実施例］
第１図は第１発明の光導波路の一実施例の説明図である
。
。
１は複素屈折率が大きな金属材料、２は低損失な誘電体
層、３は中空領域である。
層、３は中空領域である。
中空領域には空気またはこれ以外の低損失気体が存在し
ており、また断面の内径は使用波長の１０．６μｍに比
して十分大きく選ばれている。
ており、また断面の内径は使用波長の１０．６μｍに比
して十分大きく選ばれている。
いま、電界が長軸方向に偏波したモードについて考える
。
。
このとき、短軸方向付近の金属壁面では電界は金属壁面
に対して平行であるため誘電体を内装しなくとも低損失
となる（むしろ、誘電体を内装させた方が高損失となる
）。
に対して平行であるため誘電体を内装しなくとも低損失
となる（むしろ、誘電体を内装させた方が高損失となる
）。
ところが、長軸方向付近の金属壁面では電界は金属壁面
に対して垂直であるため誘電体を内装しないと高損失と
なる。電界が金属壁面に対して垂直な電磁波に対しては
、誘電体層２をその膜厚が誘電体中の電磁波の波長の１
／４の奇数倍にほぼ比例するように設定したとき最も低
損失となる。
に対して垂直であるため誘電体を内装しないと高損失と
なる。電界が金属壁面に対して垂直な電磁波に対しては
、誘電体層２をその膜厚が誘電体中の電磁波の波長の１
／４の奇数倍にほぼ比例するように設定したとき最も低
損失となる。
すなわち、内装誘電体層２の膜厚ｄが短軸方向ではｄ−
？Ｏ１艮軸方向では を満足するように設定すればよい。
？Ｏ１艮軸方向では を満足するように設定すればよい。
ここで、Ｑ＝１．３，５．・・・、λは使用波長、ａは
誘電体の屈折率である。
誘電体の屈折率である。
このような膜厚の誘電体層２を内装させたとき、電界が
長袖方向に平行な低損失なモードと、電界が短軸方向に
平行な高損失モードでは伝搬定数が大きく異なるため、
入射側で電界が長軸方向になるように入射されたモード
は偏波が安定に保だまま伝搬する。
長袖方向に平行な低損失なモードと、電界が短軸方向に
平行な高損失モードでは伝搬定数が大きく異なるため、
入射側で電界が長軸方向になるように入射されたモード
は偏波が安定に保だまま伝搬する。
第２図は第２発明の一実施例の説明図である。
複素屈折率が大きな金属材料２１と低損失誘電体層２２
との間に、それぞれ屈折率の異なる誘電体層２４．２５
を内装させたものであり、このように誘電体層を交互に
多数内装させることによりざらに低損失な導波路を実現
できる。２３は中空領域である。
との間に、それぞれ屈折率の異なる誘電体層２４．２５
を内装させたものであり、このように誘電体層を交互に
多数内装させることによりざらに低損失な導波路を実現
できる。２３は中空領域である。
誘電体層２４．２５の膜厚は電磁波の波長の１／４の奇
数倍にほぼ比例するように選ばれており、誘電体層２２
の膜厚は短軸方向ではほぼ１口、長軸方向では誘電体中
の電磁波の波長の１／４の奇数倍にほぼ比例するように
選ばれている。なお、この場合誘電体層２５の方が誘電
体層２４よりも屈折率が小さくされており、例えば誘電
体層２５としてＺｎ５ｅ、誘電体層２４としてＧｅの組
み合わせ考えられる。
数倍にほぼ比例するように選ばれており、誘電体層２２
の膜厚は短軸方向ではほぼ１口、長軸方向では誘電体中
の電磁波の波長の１／４の奇数倍にほぼ比例するように
選ばれている。なお、この場合誘電体層２５の方が誘電
体層２４よりも屈折率が小さくされており、例えば誘電
体層２５としてＺｎ５ｅ、誘電体層２４としてＧｅの組
み合わせ考えられる。
第２図の実施例では誘電体層が短軸方向では２層、長軸
方向では３層の例を示したが、更に多層化してもよい。
方向では３層の例を示したが、更に多層化してもよい。
［発明の効果］
以上説明してぎたとおり、本発明によれば低損失伝送が
可能であり、しかも可撓性を有する中空光導波路を実現
できる。
可能であり、しかも可撓性を有する中空光導波路を実現
できる。
第１図は第１発明の一実施例の断面説明図、第２図は第
２発明の一実施例の説明図、第３図は従来の説明図であ
る。 １．２１：金属材料、 ２．２２，２４．２５：誘電体層、 ２３：中空領域。
２発明の一実施例の説明図、第３図は従来の説明図であ
る。 １．２１：金属材料、 ２．２２，２４．２５：誘電体層、 ２３：中空領域。
Claims (2)
- （１）複素屈折率が大きな金属材よりなる楕円断面を有
する中空光導波路において、長軸方向付近の内側のみに
低損失な誘電体層を膜厚が誘電体中の電磁波の波長の１
／４の奇数倍にほぼ比例するように設定して内装したこ
とを特徴とする中空光導波路。 - （２）複素屈折率が大きな金属材料よりなる楕円断面を
有する中空光導波路において、周方向に一様に２種類の
異なる屈折率をもつ低損失な誘電体交互多層膜を膜厚が
それぞれ誘電体中の電磁波の波長の１／４の奇数倍にほ
ぼ比例するように設定して内装し、さらに長軸方向付近
の内側のみに低損失な誘電体層を膜厚が誘電体中の電磁
波の波長の１／４の奇数倍にほぼ比例するように設定し
て内装したことを特徴とする中空光導波路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60076068A JPS61233705A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | 中空光導波路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60076068A JPS61233705A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | 中空光導波路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61233705A true JPS61233705A (ja) | 1986-10-18 |
| JPH0254923B2 JPH0254923B2 (ja) | 1990-11-26 |
Family
ID=13594459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60076068A Granted JPS61233705A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | 中空光導波路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61233705A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4947540A (en) * | 1988-09-01 | 1990-08-14 | Kabushiki Kaisha Machida Seisakusho | Method of producing waveguide |
| JP2005516252A (ja) * | 2002-01-29 | 2005-06-02 | キネティック リミテッド | マルチモード干渉光導波路装置 |
-
1985
- 1985-04-10 JP JP60076068A patent/JPS61233705A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4947540A (en) * | 1988-09-01 | 1990-08-14 | Kabushiki Kaisha Machida Seisakusho | Method of producing waveguide |
| JP2005516252A (ja) * | 2002-01-29 | 2005-06-02 | キネティック リミテッド | マルチモード干渉光導波路装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0254923B2 (ja) | 1990-11-26 |
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