JPS63202702A - パワ−レ−ザ伝送用フアイバの入出力端末ホルダ - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、レーザ内視鏡、レーザカテーテル等の医療
用レーザ照射装置、熱処理や加工の熱源用レーザ照射装
置などに用いられる、ＹＡＧレーザ、ＣＯレーザ、ＣＯ
２レーザ等のパワーレーザを伝送するファイバの入出力
端末ホルダに関するものである。

［従来の技術］ 上記のようなレーザ照射装置に用いられるパワーレーザ
伝送用ファイバにおいて、入出力端末ホルダとしては、
従来から、たとえば第３図のように構成されるパワーレ
ーザ伝送用ファイバの人出力端末ホルダが用いられてい
る。

第３図を参照して、１はパワーレーザ光を伝送するファ
イバの入出力端部、２はスリーブ、２ａはスリーブの外
周部に設けられたねじ部、３はファイバの保護管、４ａ
、４ｂ、４ｃは接着剤、５はキャップ、５ａはキャップ
の内周部に設けられたねじ部、７はレーザ光入出力用窓
部である。

上記のように構成される従来のパワーレーザ伝送用ファ
イバの入出力端末ホルダは、ファイバの入出力端部１と
スリーブ２、およびスリーブ２とファイバを保護してい
るファイバの保護管３は、それぞれ接着剤４ａ、４ｂに
よって固定されている。またスリーブ２とキャップ５と
は、スリーブ２の外周部に設けられたねじ部２ａと、キ
ャップ５の内周部に設けられたねじ部５ａとによって固
定されている。さらに、ファイバの入出力端末の保護用
窓、または集光レンズであるレーザ光入出力用窓部７と
キャップ５とは、接着剤４Ｃによって固定されている。

したがって、従来のパワーレーザ伝送用ファイバの入出
力端末ホルダを構成する、それぞれの部材は接着剤また
はねじによって固定されていた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記のような従来のパワーレーザ伝送用
ファイバの入出力端末ホルダを用いて、パワーレーザを
伝送する場合、ファイバの入出力端近傍でのレーザ光の
周囲への漏れが多いため、そのレーザ光が周囲で吸収さ
れ、熱となり、ファイバの入出力端部が高温に加熱され
る。その結果、接着剤で固定されている部分４ａ、４ｂ
、４ｃは熱的に破損する。耐熱性の接着剤を用いる場合
でも、長期的には温度１００〜１５０℃までの耐熱性を
示す程度であった。

また、集光レンズなどのレーザ光入出力用窓部７は接着
剤４Ｃによって固着されると、その表面が傷ついたり、
付着物で汚染されることがあった。

集光レンズなどを取り外す場合、接着剤を溶剤で溶かさ
なければならないため、レンズ交換が容易でなかった。

さらに、第３図で示される従来例では、ねじ部２ａ、５
ａを設けることによってスリーブ２とキャップ５を接続
している。この場合、脱着は容易であるが、ねじ部を設
けるためにスリーブの外形が大きくなるとともにスリー
ブに接続されるキャップの形状も大きくなるという問題
点があった。

ファイバの入出力端部１とスリーブ２との固定、スリー
ブ２とファイバの保護管３との固定、およびレーザ光入
出力用窓部７とキャップ５との固定は、ねじ部をそれぞ
れファイバの入出力端部１、ファイバの保護管３、レー
ザ光入出力用窓部７１；設けることができないため、脱
着容易なねじという固定手段を採用することはできなか
った。

そこで、この発明は上述のような問題点を解決するため
になされたもので、耐熱性に優れ、脱着容易なパワーレ
ーザ伝送用ファイバの入出力端末ホルダを提供すること
を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に従ったパワーレーザ伝送用ファイバの入出力
端末ホルダは、パワーレーザ伝送用ファイバ入出力端部
およびその保護管に取付けられるスリーブと、そのスリ
ーブに固定されるキャップ部と、そのキャップ部に保持
されるレーザ光入出力用窓部とを備えたノ゛クワーレー
ザ伝送用ファイバの入出力端末ホルダにおいて、パワー
レーザ伝送用ファイバ入出力端部とスリーブとの固定、
保護管とスリーブとの固定、スリーブとキャップ部との
固定、およびレーザ光入出力用窓部とキャップ部との固
定を、それぞれ形状記憶合金部材の形状変化によって行
なうことにしたものである。

［作用〕 この発明においては、形状記憶合金部材を固定用部材に
用いている。この形状記憶合金部材は耐熱性に優れてい
る。また、形状記憶合金部材は温度に従って、記憶処理
された形状に変化する。このことを利用して、温度を変
化させるだけで離脱時と固定時との間の形状の変化を行
なわせることによって固定用部材を簡単に脱着すること
ができる。したがって、ファイバの入出力端部が加熱さ
れても破損することなく、かつ簡単に脱着できる入出力
端末ホルダとなる。

［実施例コ 第１図は、この発明に従ったパワーレーザ伝送用ファイ
バの入出力端末ホルダの一実施例で、このホルダがファ
イバ入出力端部に固着された状態を示す断面図である。

第１図において、１はパワーレーザ光を伝送するファイ
バの入出力端部、２はスリーブ、３はファイバの保護管
、５はキャップ部の一部であるキャップ、７はレーザ光
入出力用意部、８ｍ、８ｂ。

８ｃ、８ｄは形状記憶合金部材である形状記憶合金リン
グ、９はファイバ保護膜、１０はキャップ部の一部であ
る窓押えリングである。

上記のように構成されたパワーレーザ伝送用ファイバの
入出力端末ホルダでは、形状記憶合金部材として切溝を
有する環状体である形状記憶合金リング８ａ、８ｂ、８
ｃ、８ｄが用いられている。

ファイバの保護管１は形状記憶合金リング８ａによって
スリーブ２に固定されている。また、ファイバの入出力
端部１は、その外周に施されたファイバ保護膜９を介し
て形状記憶合金リング８ｂによって固定されている。さ
らに、スリーブ２とキャップ部を構成しているキャップ
５とは形状記憶合金リング８Ｃによって固定されている
。ファイバの入出力端末の保護用窓、または集光レンズ
であるレーザ光入出力用窓部７は、キャップ部の一部で
ある窓押えリング１０によってキャップ５に押えられ、
形状記憶合金リング８ｄによって固定されている。

第２図は、第１図で用いられている形状記憶合金部材の
機能を説明するもので、−例としてスリーブ２とキャッ
プ５との接続に用いられる形状記憶合金リング８Ｃの断
面図を示す。予め第２図（Ｂ）あるいは（Ｃ）で示す形
状に記憶処理した形状記憶合金リング８Ｃを第２図（Ａ
）で示すように切溝を開放した状態で、スリーブ２およ
びキャップ５を対向、接触させた固定箇所に挿入する。

その後、この形状記憶合金リング８ｃを加熱することに
より形状が元に戻る形状記憶合金の性質を用いることに
より、第２図（Ｂ）あるいは（Ｃ）で示す形状となり、
スリーブ２およびキャップ５を接続することができる。

第１図で示すようなパワーレーザ伝送用ファイバの入出
力端末ホルダを用いると、形状記憶合金リング８ａ、８
ｂ、８ｃ、８ｄを加熱するだけで固定でき、また、変形
させると離脱でき、さらに再度加熱することにより、固
定時の形状を復元させることができるため、脱着が容易
で操作性に優れている。したがって、たとえば、レーザ
光入出力用窓部である集光レンズなどの交換またはキャ
ップ部の交換を容易に行なうことができる。

また、形状記憶合金は優れた耐熱性を示す。スリーブお
よびキャップ部などを金属あるいはセラミックスなどの
耐熱材料を用いることにより、ファイバの入出力端部で
高温に加熱される部分の近傍は、形状記憶合金からなる
固定箇所を含めて、すべて耐熱性を示すことになる。そ
のため、熱的に安定な、パワーレーザ伝送用ファイバの
入出力端末を構成することができる。したがって、この
ように耐熱性に優れているので、高出力赤外レーザの光
フアイバ端末固定装置として好適である。

さらに、各固定箇所を構成する形状記憶合金は、ファイ
バの入出力端末に加えられる外力に対して緩衝作用を示
し、固定箇所に働く集中応力を緩和する。そのため、繰
返し使用が可能な、長寿命の入出力端末ホルダを提供す
ることができる。

上記実施例では、切溝を有する環状体の形状記憶合金リ
ングを形状記憶合金部材として用いているが、切溝のな
い環状体のリングで、少なくともその内径が大小変化す
るような形状変化を示すものであってもよい。さらに、
本発明に従った形状記憶合金部材とは、典型的には環状
体である。しかし、この発明は環状体に限定されるもの
ではなく、ビン、キー、コツタ等の従来からの固着手段
である形状を有し、形状記憶合金からなり、その形状変
化によって固定されるものであればよい。

また、本実施例では、形状記憶合金部材は固定時の形状
のみを記憶しているが、固定時および離脱時の形状双方
を記憶していてもよい。

形状記憶合金は多様な種類がある。たとえば、ＮＬが５
０〜６０重量％、Ｔｉが４０〜５０重量％含有するＮｉ
−Ｔｉ合金、Ｎ　ｉ　−Ｔ　ｉ合金の一部をＣｕ、Ａｌ
、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｏなどの元素で置き換えら
れた合金などが用いられる。

上記のような形状記憶合金からなる部材を温度４００〜
５００℃で３０分間程度所望の形状を記憶させるための
熱処理を施す。そうすると、その部材を変形させても転
移温度以上に加熱することにより、その部材は記憶させ
た形状に復元する。

たとえば、第１図で示されるパワーレーザ伝送用ファイ
バの入出力端末ホルダの実施例は、以下のように具体的
に実施される。

第１図に示す構造のパワーレーザ伝送用ファイバの入出
力端末ホルダを直径０．７ｍｍφのファイバを用いて作
製した。パワーレーザ伝送用ファイバの保護管３をスリ
ーブ２に設けた溝に挿入し、Ｎ　ｉ　−Ｔ　Ｌ合金によ
る形状記憶合金リング８ａにより保護管３をスリーブ２
に固定した。このとき、開状態で形状記憶合金リング８
ａを嵌め込み、温度５０℃に加熱すると、形状記憶合金
リング８ａが閉じ、保護管３とスリーブ２を固定した。

その後、パワーレーザ伝送用ファイバに金箔などの金属
の箔で作製したファイバ保護膜９を介して、同様に形状
記憶合金リング８ｂを用いて、ファイバの入出力端部１
とスリーブ２との固定を行なった。

また、同様にスリーブ２とキャップ５、キャップ５と保
護用窓または集光レンズであるレーザ光入出力用窓部７
とも形状記憶合金リング８ｃ、８ｄにより固定を行なっ
た。

以上のようにして、直径０．７ｍｍφのＹＡＧレーザ用
の石英ガラスファイバ、ＣＯ２レーザ用の銀ハライド、
タリウムハライドそれぞれからなる結晶質ファイバの入
出力端末を構成することができた。このとき、各形状記
憶合金リングに塑性変形を施すことにより取り外した後
も、加熱することにより形状を復元することができ、脱
着を容易に行なうことができた。

比較のため、第３図で示す従来例のように接着剤で固定
したパワーレーザ伝送用ファイバ入出力端末ホルダの場
合、ＣＯ２レーザで出力３０Ｗの連続伝送を１０分間行
なったところ、出力端部が溶融破損し、汚染および損傷
を受け、窓を外す場合もキャップを分解する必要がある
ので修復ができなかった。

一方、本発明の場合、ＣＯ２レーザで出力３０Ｗの連続
照射を３０時間行なっても固定箇所の変質もなく、安定
したパワーレーザの伝送が可能であった。また、レーザ
光入出力用窓の交換も、形状記憶合金リングを外した後
再加熱し、転移温度以上に加熱することにより、形状を
復元することができた。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、パワーレーザ伝送用
ファイバの入出力端末ホルダは、各構成部材が形状記憶
合金からなる固定用部材の形状変化を利用して固定され
るので、耐熱性に優れ、かつ簡単に脱着できる。このた
め、レーザ光入出力用窓部である集光レンズなどの交換
が容易に行なえる。また、ファイバの入出力端部近傍は
、レーザ光が周囲に漏れることによりて高温に加熱され
ても、固定されている部分は熱的に破損することはない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に従ったパワーレーザ伝送用ファイ
バの入出力端末ホルダの一例を示す断面図、第２図は、
第１図で用いられている形状記憶合金部材の機能説明図
、ｍ３図は、従来のパワーレーザ伝送用ファイバの入出
力端末ホルダの一例を示す断面図である。 図において、１はファイバの入出力端部、２はスリーブ
、３はファイバの保護管、５はキャップ部の一部である
キャップ、７はレーザ光入出力用窓部、８ａ、８ｂｌ　
　ｌｌｃ、８ｄは形状記憶合金部材である形状記憶合金
リング、１０はキャップ部の一部である窓押えリングで
ある。 なお、各図中同一符号は同一まは相当部分を示す。 第１図 第２図 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）パワーレーザ伝送用ファイバ入出力端部およびそ
   の保護管に取付けられるスリーブと、そのスリーブに固
   定されるキャップ部と、そのキャップ部に保持されるレ
   ーザ光入出力用窓部とを備える、パワーレーザ伝送用フ
   ァイバの入出力端末ホルダにおいて、 前記パワーレーザ伝送用ファイバ入出力端部と前記スリ
   ーブとの固定、前記保護管と前記スリーブとの固定、前
   記スリーブと前記キャップ部との固定、および前記レー
   ザ光入出力用窓部と前記キャップ部との固定を、それぞ
   れ形状記憶合金部材の形状変化によって行なうことを特
   徴とする、パワーレーザ伝送用ファイバの入出力端末ホ
   ルダ。
2. （２）前記形状記憶合金部材は、環状体の形状に復元し
   て２つの部材間を固着する、特許請求の範囲第１項記載
   のパワーレーザ伝送用ファイバの入出力端末ホルダ。
3. （３）前記形状記憶合金部材は、切溝を有する環状体で
   あって、その切溝の幅を狭めるように形状を復元して２
   つの部材間を固着する、特許請求の範囲第１項記載のパ
   ワーレーザ伝送用ファイバの入出力端末ホルダ。