JPS62190434A - レ−ザ伝送用フアイバのトラブル検出安全装置 - Google Patents

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、医療用や工業用に用いられるレーザ伝送用フ
ァイバのトラブル検出安全装置に関するものである。

「従来技術およびその問題点」 この種のレーザパワー伝送用ファイバは、これか折れた
つ、その入射端面や出射端面が汚損あるいは破損すると
、その汚損部分あるいは破損部分に熱エネルギが集中し
て火災の原因となったり、機器破損を引き起こしたつし
、非常に危険である。このような危険を回避するため本
出願人は既に、実開昭５８−１４９７０３号あるいは同
５Ｂ−１５９５０１号で、トラブル検出安全装置を提案
しでいる。このトラブル検出安全装置は、ファイバか折
損した場合には、折損部分の燃焼による２次光が入射端
面から出射されること、あるいはファイバの出射端面に
異物が付着したときには該出射端面でパワーレーザの反
射光レベルか高くなることを利用し、これを検知してレ
ーザ光遮断装Ｎを作動させるものである。しかしながら
この装置では、例えばファイバ先端に汚物か付着した場
合、パワーレーザ光を照射しないとその検知ができなか
った。しかも汚物か付着した状態でパワーレーザ光を照
射すると、その殆どの場合、汚物の付着部に熱エネルギ
が集中して熱的破損が生し、そのためにファイバを再＠
磨または交換して修理しなければ使用できないという不
都合かあった。

「発明の目的」 本発明は、このような従来製雪についての問題意識に基
づき、ファイバの先端に汚物が付着した場合でもファイ
バを熱破損させるおそれがなく、他方ファイバか途中で
折損した場合には、パワーレーザの照射を直ちに停止さ
せることができるレーザ伝送ファイバのトラブル検出安
全装置を得ることを目的とする。

「発明の概要」 本発明は、この種のレーザ照射製画では、レーザ光の照
射位Ｍを確認するため、レーザ光に重ね合わせてガイド
光を照射しでいる事実に着目し、ファイバの先端部の汚
れ等は、このガイド光の出射端面における反射光の強度
により検知し、他方、フープの折損等の事故は、折損部
分で生しる２次光を検知することで検知するようにした
ものである。すなわち本発明は、パワーレーザ光とガイ
ド光とを同一光軸上に重ね合わせて伝送用ファイバの入
射端面に入射させる光学系と：パワーレーザ光の光路中
にあって、パワーレーザ光を遮断するレーザ遮断装置と
：伝送用ファイバの入射端面あるいは出射端面にあける
ガイド光の反射光レベルと、該伝送用ファイバの燃焼に
よる２次光を検出する反射光検出系と、この反射光検出
系がガイド光の反射光レベルが正常範囲から外れたこと
を検出したとき、および２次光を検出したとき、レーザ
遮断袋Ｍを動作させるシャッタ駆動系とを備えたことを
特徴としている。

「発明の実施例」 以下図示実施例についで本発明を説明する。

１１はパワーレーザ発振器であり、治療等の処置に使用
される高出力のパワ−レーザ光１１ａ％出射する。この
パワーレーザ光＋１ａの光路上には、レーザ遮断装置］
２）ミキシングミラー］３、ハーフミラ−１４、および
集光レンズ１５か順に配設され、集光しンズ１５により
、パワーレーザ光］］ａか伝送用ファイバ（処百用レー
ザファイバ）１６の入射端面１６ａに集光される。

ミキシングミラー１３およびハーフミラ−１４はパワー
レーザ光ｌｅａの光軸に対し略４５°傾斜している。伝
送用ファイバ１６の先端は、パワーレーザ光＋１ａを出
射する出射端面１６ｂを構成する。

ガイド光用レーザ発振器（例えばＨｅ−Ｎｅレーザ）１
７は、その出射ガイド光１７ａがミキシングミラー］３
によってパワーレーザ光１１ａの光軸に重なるように設
けられでいる。ミキシングミラー１３は、パワーレーザ
光１１ａは１００χに近い透過率で透過させ、ガイド光
１７ａを所定の割合で反射するように作られている。こ
のミキシングミラー１３およびガイド光用レーザ発振器
１７は、レーザ遮断装置］２より光学的に後方に位置し
でいる。

またハーフミラ−１４は、パワーレーザ発振器］１から
伝送用ファイバ］６に至るパワーレーザ光１１ａに対し
では光学的に透明であり、ガイド光１７ａの波長に対し
ては、一定の比率でそのパワーを分割する性質を宵する
。

パワーレーザ発振器］］がら出射して伝送用ファイバ１
６に至ったパワーレーザ光１］ａおよびガイド光１７ａ
は、その殆どか出射端面１６ｂから出射されるか、一部
は入射端面１６ａおよび出射端面１６ｂて反射し、光路
を逆にたどってハーフミラ−］４に至る。伝送用ファイ
バ１６が途中で折損した場合には、その折損部分での燃
焼光である２次光が同様にハーフミラ−１４に至る。ハ
ーフミラ−１４で反射したこの反射光あるいは２次光が
進む光路上には、フィルタ１８および光検知器１９か配
Ｍされでいる。

フィルタ１８は、ガイド光１７ａの反Ｉｔ光は透過させ
るか、正常な使用状態でのパワーレーザ光１１ａの反射
光は透過させない特′注を有している。また伝送用ファ
イバ１６が折損した場合の２次光は、ガイド光１７ａの
反射光より十分高い信号レベルで透過させる特性を有す
る。

光検知器１９の出力信号は増幅器２０で増幅され、この
増幅器２０の出力は、比較器２１．２２の一方の入力と
なる。そして下限基準回路２３と上限基準回路２４から
の信号がそれぞれ、比較器２１．２２の他方の入力とな
っている。この比較器２］、２２の出力はＯＲ回路２５
に入力され、このＯＲ回路２５の出力を受けるシャッタ
駆動回路２６によっ℃、上記レーザ遮断装置１２か駆動
される。′ｆなわぢＯＲ回路２５の出力か”　Ｌ　”し
ｔ＼ルのときは、レーザ遮断袋コ１２は開いでいるか、
”　Ｈ”レベルになるとレーザ遅断装＝１２が閉じる。

上記構成の本装フは、パワーレーザ発振器１１よつ出射
されたパワーレーザ光］］ａが、開いているレーザ遮断
装置１２から光路上の各要素を通った後、集光しンズ１
５によって入射端面Ｔ６ａに入射する。同時にガイド光
用レーザ発振器１７からのガイド光１７ａかミキシング
ミラー１３によってパワーレーザ光１１ａと重ね合わさ
れ、伝送用ファイバ］６の入射端面１６ａに入射する。

入射端面１６ａに入射した両レーザ光は、その殆ど全部
か出射端面１６ｂがら患部等へ照射されるが、その一部
は出射端面ｉ６ｂで反射して光路を逆にたどり、ハーフ
ミラ−］４に戻る。

戻ったレーザ光は、ハーフミラ−］４で反射してフィル
タ１８に入射する。フィルタ１８は、前述のように正常
な状態でのパワーレーザ光１１ａの反射光は透過させす
、ガイド光１７ａの反射光のみ透過させる特性を有しで
いるため、光検知器１９にはガイド光１７ａの反射光が
入射する。

このガイド光１７ａの反射光の光量は、出射端面１６ｂ
表面に汚物か付着していなければ、ある一定のレベルに
収まるはずである。ところが汚物が付着していると、こ
の反射光レベルが低くなるから、このレベルを検出する
ことで、汚物の付着を検出することかできる。また伝送
用ファイバ１６か折損して、ファイバ燃焼による２次光
が発生した場合には、ハーフミラ−１４に至る光量レベ
ルは、ガイド光１７ａの反射光量レベルに比して十分高
くなるから、これをフィルタ］８を介しで検知すること
で、伝送用ファイバ１６の折損を検知することかできる
。

このため下限基準回路２３は、正常と判断されるガイド
光１７ａの反射光の下限レベルを設定し、上限基準回路
２４は同上限レベルを設定している。この上限レベルは
また、上記２次光の光量レベルより低く設定される。す
ると、増幅器２０で増幅されたガイド光１７ａの反射光
レベルが正常の聞囲では、その反射光レベルは下限基準
回路２３での設定レベルより大きく、上限基準回路２４
での設定レベルよつ小ざくなるがら、比較器２１．２２
の出力はともに゛Ｌパレレベになる。

よってＯＲ回路２５がらの出力も“し”レベルとなるか
ら、シャッタ駆動回路２６は作動ぜす、レーザ遮断装置
１２は開いた状態を維持する。

これに対し出射端面１６ｂの先端に血液等の汚物が付着
した場合には、ガイド光１７ａの反射光レベルが下がる
。よって、下限基準回路２３での設定下限レベルより検
出反射光レベルの方が小さくなるため、比較器２１の出
力は“Ｈ”レベルとなる。よってＯＲ回路２５の出力が
゛Ｈ゛レベルとなって、シャッタ駆動回路２６が作動し
、レーザ遮断装置１２を閉（）でパワーレーザ光１１ａ
の入Ｎ端面１６ａへの出射を停止させる。

特に本発明は、ガイド光の反射光レベルで以上の検知を
行なうので、レーザ発振器］］そ駆動することなく、あ
るいはレーザ遮断装置１２を閉したままで、出射端面１
６ｂに汚物が付着したことを検出することかできる。し
たがってパワーレーザ光を照射することによってしかト
ラブルを検出できない従来装置（こ比し、極めて安全に
かつ伝送用ファイバ］６の破損を主しることなく、トラ
ブルの発生を未然に検出できる。

また伝送用ファイバ１６が中間部あるいは先端部等で折
損し、ファイバ燃焼による２次光が発生すると、これが
ハーフミラ−１４がらフィルタ１８を経て光検知器１９
に入射する。前述のようにこの２次光の光量は、前述の
ように上限基準回路２４で設定されている上限反射光レ
ベルを超えるため、今度は比較器２２の出力が”Ｈ”レ
ベルとなり、よってＯＢ回路２５を介しシャッタ駆動回
路２６が作動してレーザ遮断装置１２が閉じる。

［発明の効果ｊ 以上のように本発明によれば、伝送用ファイバのトラブ
ルとして頻繁に発生するファイバ先端への汚物付着を、
ガイド光の反射光量の変化から直ちに検出してレーザ光
を遮断することができる。

よって汚物か付着したままの状態でパワーレーザ光を照
射するこヒによる熱的トラブルを未然に防止できるとと
もに、ファイバの先端を洗浄することによる再使用が容
易にできる。またファイバが折損して２次光を生じると
いうより重要で危険度の高い非密事態に対しては、これ
を検知して同様にレーザ光を遮断するため、レーザ光に
よるトラブルＶ！確実にしかも低コストで未然に防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明によるレーザ伝送用ファイバのトラブル検出
安全装置の実施例を示す系統接続図である。 １］・・・パワーレーザ発振器、＋１ａ・・・パワーレ
ーザ光、１２・・・レーザ遮断装置、１３・・・ミキシ
ングミラー、］４・・・ハーフミラ−１］５・・・集光
レンズ、１６・・・伝送用ファイバ、１７・・・ガイド
光用レーザ発振器、１７ａ・・・ガイド光、１８・・・
フィルタ、］９・・・光検知器、２０・・・増幅器、２
１．２２・・・比較器、２３・・・下限基準回路、２４
・・・上限基準回路、２５・・・０８回路、２６・・・
シャッタ駆動回路。 特許出願人　　旭光学工業株式会社 同代理人　　　　三　浦　邦　夫 同　　　松井　茂

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）パワーレーザ光とガイド光とを同一光軸上に重ね
   合わせて伝送用ファイバの入射端面に入射させる光学系
   と；上記パワーレーザ光の光路中にあって、該パワーレ
   ーザ光を遮断するレーザ遮断装置と；上記伝送用ファイ
   バの入射端面あるいは出射端面における上記ガイド光の
   反射光レベルと、該伝送用ファイバの燃焼による２次光
   を検出する反射光検出系と；この反射光検出系が上記ガ
   イド光の反射光レベルが正常範囲から外れたことを検出
   したとき、および上記２次光を検出したとき、上記レー
   ザ遮断装置を動作させるシャッタ駆動系とを備えてなる
   レーザ伝送用ファイバのトラブル検出安全装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、レーザ遮断装置
   は、パワーレーザ光の発振器と、パワーレーザに対しガ
   イド光を重ね合わせるミキシング装置との間に配設され
   ているレーザ伝送用ファイバのトラブル検出安全装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項または第２項において、反
   射光検出系は、正常な状態でのパワーレーザ光の反射光
   は透過させず、ガイド光の反射光と２次光は検知し、か
   つ２次光の信号レベルをガイド光の反射光の信号レベル
   より高くする特性を備えているレーザ伝送用ファイバの
   トラブル検出安全装置。