JPS6214844A

JPS6214844A - レ−ザフアイバの接続装置

Info

Publication number: JPS6214844A
Application number: JP60152778A
Authority: JP
Inventors: 土井　譲
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1985-07-11
Filing date: 1985-07-11
Publication date: 1987-01-23
Also published as: US4730885A

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】「技術分野」本発明は、例えば工業用レーザ加工機や、医療用レーザ
装置に用いるレーザファイバの接続装置に関する。

［従来技術およびその問題点」工業用レーザとして用いられる主なレーザは、ＣＯ２レ
ーザやＹＡＧレーザであり、医療用レーザでは、ざらに
Ａｒレーザがパワーレーザとして用いられている。レー
ザファイバは、これらの各種レーザ光を伝送するために
使用されるもので、ガラスを溶融してしまう可能性のあ
るＣｏ２レーザ以外には、石英ガラスからなるレーザフ
ァイバが一般に用いられ、例えば１００ａ＋程度の遠方
化、効率よく伝送することができる。そしてこのレーザ
ファイバは、一台のパワレーザから複数の使用場所にレ
ーザ光を分岐分配するため、あるいは他の目的のために
、分離されているファイバどうしを接続して用いること
がよくある。

ところが、従来のレーザファイバの接続構造では、接続
部分において、パワーレーザ光の数％から゛数１０％の
反射散乱が生じ、これが原因で、火災等の熱トラブルが
発生することがあった。すなわちこれらのパワーレーザ
は、数Ｗから数１００ｗオーダの高出力を有するため、
レーザファイバの接続部での反射散乱率が大きいと、反
射散乱したレーザ光により発生した熱で火災等の事故に
直結するおそれが高い。この問題を解決するため従来、
接続すべきレーザファイバどうしを密着させて溶融結合
したり、接着剤で結合したりしているが、このように接
続すべきレーザファイバを固定的に接続してしまうと、
先端部分が破損等によって使用に耐えなくなったとき、
全体を交換しなければならないという不都合がある。

すなわち例えば機械的加工や治療中に、出射側のレーザ
ファイバ先端に異物や汚物が付着したとき、そのままレ
ーザ照射を行なうと、必ずレーザファイバ先端に熱破損
が生じ、また機械的衝撃によっても先端破壊は生じやす
い。このような場合、レーザファイバ全体を交換するこ
とは、レーザファイバが数ｍ程度の短いものであれば問
題はないが、数１０ｍ程度に達するレーザファイバでは
１作業性、経済性のいずれから見ても大きな損失になる
。このためＰａ続損失のない、熱トラブルの発生のおそ
れのないレーザファイバの接続構造が望まれている。

「発明の目的」本発明は、従来のパワーレーザ装置についてのこのよう
な要求に応え、接続損失が少なく、かつ仮に反射散乱が
生じたとしても、その結束束じる熱を効果的に冷却する
ことができるレーザファイバの接続構造を得ることを目
的とする。

「発明の概要」本発明は、レーザファイバの接続端部どうしを透光性の
液体中に浸すことにより、接続損失を低くし、かつ冷却
効果を得るという発想に基づいてなされたもので、接続
すべきレーザファイバの端部どうしを、それぞれ光軸を
一致させて、閉じられた接続ハウジング内に臨ませ、こ
の接続ハウジング内に透光性の液体を循環させたことを
特徴としている。透光性の液体の屈折率は、勿論レーザ
ファイバのコア材質の屈折率に近いことが望ましく、こ
の構成によれば、ファイバ端部での反射を抑えて接続損
失を低くすると同時に、冷却効果も得ることができる。

「発明の実施例」以下図示実施例について本発明を説明する。第１図は本
発明のレーザファイバの接続装置ｌｏを組込んだレーザ
装置の全体構造を示すもので、パワーレーザ光源１１か
ら出射されるパワーレーザは、シャッタ機構１２を通過
した後、集光レンズ１３を介して固定側のレーザファイ
バ１４の入射端面に入射する。１５は、このレーザファ
イバ１４に接続すべき端末側のレーザファイバであって
、両ファイバの端部は、閉じられた接続ハウジング１６
内に挿入されている。

接続ハウジング１６は、第２図に示すように、その外周
の筒状体１７の両端部から、センタリング冶具１８，１
８に保持されたレーザファイバ１４および１５を挿入し
、これを固定ねじ１９．１９で固定したもので、レーザ
ファイバ１４．１５とセンタリング治具１８．１８、お
よびセンタリング治具１８と筒状体１７の嵌合精度によ
って、機械的にレーザファイバ１４と１５の光軸が大略
一致するように形成されている。センタリング治具１８
は例えば耐熱性に優れ、硬度の高いセラミック材料から
構成される。そして筒状体１７とセンタリング治具１８
．１８の間には、０リング２０．２０が介在していて、
接続ハウジング１６の液密か保持されている。

筒状体１７には、半径方向の一対のニップル２１．２１
が接続され、このニップル２１．２１に液体循環パイプ
２２．２２が接続されている。

この液体循環パイプ２２．２２は、ポンプ２３を含む循
環路を構成し、この循環路に、水タンク２４、流量セン
サ２５およびフィルタ２６が配設されている。流量セン
サ２５は、シャッタ機構１２の駆動回路２７に接続され
ていて、流量センサ２５で検出される液体の流量が一定
値を越えたときに、シャッタ機構１２の作動（開動作）
を可能とする。

液体循環パイプ２２および筒状体１７に満たす透光性の
液体は、レーザファイバ１４および１５のコア材質の屈
折率と同一か、これに近い屈折率のものを用いる。レー
ザファイバ１４および１５が石英ガラスからなる場合、
例えば屈折率ｎ＝１．４３のエチレングリコール（ＨＯ
ＣＨ２ＣＨ２０Ｈ）または屈折率ｎ＝１．３３の純水を
用いるとよい結果が得られる。

上記構成の本装置は、ポンプ２３を駆動して液体循環パ
イプ２２から接続ハウジング１６内に液体を循環させた
状態において、パワーレーザ光源１１およびシャッタ機
構１２を駆動してレーザ光を発振する。パワーレーザ光
源１１から出射されたパワレーザ光は、シャッタ機構１
２が開いたときに集光レンズ１３を介してレーザファイ
バ１４の入射端面に集光される。そしてこのパワーレー
ザ光は、レーザファイバ１４内を通過して接続ハウシン
グ１６内に至り、ここでレーザファイバ１４の端面から
出射して、直ちにレーザファイバ１５の端面に入射する
。この際には、パワーレーザ光は、接続ハウジング１６
内の透光性の液体中を通過するため、反射散乱が生じに
くく、高い効率でレーザファイバ１５に入射する。また
仮に反射散乱が生じ、その結果発熱したとしても、循環
している液体によってその熱が冷却されるため、発熱が
火災等の事故につながるおそれは皆無である。

さらにこの実施例によると、流量センサ２５で検出され
る液体の流量が一定値に達しないときは、駆動回路２７
がシャッタ機構１２を開かない。よって冷却効果が得ら
れない状態ではレーザ光が発振されないから、安全性を
確保することができる。

「発明の効果」以上のように本発明のレーザファイバの接続装置は、接
続すべきレーザファイバの端部どうしが、閉じられた接
続ハウジング内を流れる透光性の液体中に浸されるため
、ファイバ端部でのレーザ光の反射散乱を低く抑えるこ
とができる。そして液体は循環しているため、反射散乱
により発熱したとしても、これを効果的に冷却すること
ができるから、火災等の熱トラブルを未然に防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレーザファイバの接続装置を有するレ
ーザ装置の全体を示す接続図、第２図はレーザファイバ
の接続装置の実施例を示す要部の断面図である。１０・・・レーザファイバの接続装置、１１・・・パワ
ーレーザ光源、１２・・・シャッタ機構、１３・・・集
光レンズ、１４．１５・・・接続すべきレーザファイバ
、１６・・・接続ハウジング、１７・・・筒状体、１８
・・・センタリング治具、２２・・・液体循環パイプ、
２３・・・ポンプ、２５・・・流量センサ、２７・・・
駆動回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）接続すべき、パワーレーザ光を伝送するレーザフ
ァイバの端部を、それぞれ光軸を一致させて閉じられた
接続ハウジング内に臨ませ、この接続ハウジング内に、
透光性の液体を循環させたことを特徴とするレーザファ
イバの接続装置。
（２）特許請求の範囲第１項において、透光性の液体の
循環経路には、流量センサが設けられているレーザファ
イバの接続装置。
（３）特許請求の範囲第２項において、流量センサは、
パワーレーザ光源の駆動回路に連動していて、透光性の
液体の流量が一定値に達しないときは、レーザ光が発振
されないレーザファイバの接続装置。
（４）特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか一
において、透光性の液体は、純粋またはエチレングリコ
ールであるレーザファイバの接続装置。