JPH05323143A - 照明光伝送用光ファイバ - Google Patents
照明光伝送用光ファイバInfo
- Publication number
- JPH05323143A JPH05323143A JP4156209A JP15620992A JPH05323143A JP H05323143 A JPH05323143 A JP H05323143A JP 4156209 A JP4156209 A JP 4156209A JP 15620992 A JP15620992 A JP 15620992A JP H05323143 A JPH05323143 A JP H05323143A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refractive index
- core
- optical fiber
- diameter
- illumination light
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- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 出射速度パターンが均一な照明伝送用光ファ
イバを提供する。 【構成】 この発明の照明伝送用光ファイバは、一定の
屈折率ｎ1 を有する第１の部分と、その周りに形成され
た屈折率がｎ1 からそれよりも小さなｎ2 に低減する第
２部分からなるコアと、この第２部分の周りに形成され
た屈折率がｎ2 よりも小さな屈折率がｎ3 のクラッドと
ら構成されている。そして、コアの中心をなす第１の部
分の直径はコア径の５０〜９０％、好ましくは６０〜８
０％とされており、第１の部分の屈折率ｎ1 と第２部分
の屈折率ｎ2 との比屈折率差は０．２〜０．６％、第１
の部分の屈折率ｎ1 とクラッドの屈折率のｎ3 との比屈
折率差は０．５〜１．９％とされている。この構成とす
ることにより、出射光強度パターンは均一になる。
イバを提供する。 【構成】 この発明の照明伝送用光ファイバは、一定の
屈折率ｎ1 を有する第１の部分と、その周りに形成され
た屈折率がｎ1 からそれよりも小さなｎ2 に低減する第
２部分からなるコアと、この第２部分の周りに形成され
た屈折率がｎ2 よりも小さな屈折率がｎ3 のクラッドと
ら構成されている。そして、コアの中心をなす第１の部
分の直径はコア径の５０〜９０％、好ましくは６０〜８
０％とされており、第１の部分の屈折率ｎ1 と第２部分
の屈折率ｎ2 との比屈折率差は０．２〜０．６％、第１
の部分の屈折率ｎ1 とクラッドの屈折率のｎ3 との比屈
折率差は０．５〜１．９％とされている。この構成とす
ることにより、出射光強度パターンは均一になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、照明光伝送用光ファ
イバに関するもので、特に出射光の強度分布が均一な照
明光伝送用光ファイバに関するものである。
イバに関するもので、特に出射光の強度分布が均一な照
明光伝送用光ファイバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】照明光伝送用光ファイバには、コア径の
大きないわゆる大口径で、その屈折率分布がステップ
型、もしくはグレーデッド型のものが使用されている。
ところで、光ファイバの出射光の強度分布は、その長さ
が数ｋｍと長いときにはその屈折率分布とほぼ同一をな
す。ところが、照明光伝送用光ファイバの出射光の強度
分布を見ると、その屈折率分布が前述のようにステップ
型、もしくはグレーデッド型であるにもかかわらず屈折
率分布と同一形状をなさず、また均一であるとも言いが
たい。その理由は、使用されるファイバ長が数十ｍ以
下、中には数ｍといった短いものが多く、このような長
さが短いと不要光が減衰されずにそのまま伝送されるか
らである。特にステップ型の場合、サーキュラーモード
（コア中を螺旋状に伝搬するモード）が多く残り、出射
パターンがドーナッツ状になってしまうためである。な
お、グレーデッド型の場合、このようなサーキュラーモ
ードの問題はないが本質的に伝搬光の出射パターンは分
布を有しており均一ではない。
大きないわゆる大口径で、その屈折率分布がステップ
型、もしくはグレーデッド型のものが使用されている。
ところで、光ファイバの出射光の強度分布は、その長さ
が数ｋｍと長いときにはその屈折率分布とほぼ同一をな
す。ところが、照明光伝送用光ファイバの出射光の強度
分布を見ると、その屈折率分布が前述のようにステップ
型、もしくはグレーデッド型であるにもかかわらず屈折
率分布と同一形状をなさず、また均一であるとも言いが
たい。その理由は、使用されるファイバ長が数十ｍ以
下、中には数ｍといった短いものが多く、このような長
さが短いと不要光が減衰されずにそのまま伝送されるか
らである。特にステップ型の場合、サーキュラーモード
（コア中を螺旋状に伝搬するモード）が多く残り、出射
パターンがドーナッツ状になってしまうためである。な
お、グレーデッド型の場合、このようなサーキュラーモ
ードの問題はないが本質的に伝搬光の出射パターンは分
布を有しており均一ではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、レーザ光
で材料に一定の深さの溝を加工するといった観点から、
照明光伝送用光ファイバにおいて出射光の強度分布が一
定のものが要求されるようになり、従来のステップ型、
グレーデッド型の屈折率分布のものでは対応しきれない
ことから、新たな屈折率分布のファイバ構造が検討され
ていた。この発明者等は、新たな屈折率分布のファイバ
構造を開発するに当たって、従来のステップ型、グレー
デッド型の屈折率分布の光ファイバの出射パターンにつ
いてさらに解析を行なったところ、ステップ型の場合、
前述したサーキュラーモードは必ず発生するが、このモ
ード自身の損失は大きく、光ファイバの長さが長いと減
衰して問題にならないこと、グレーデッド型の場合、サ
ーキュラモードは外に洩れて減衰するか、正常モードに
変換されてファイバ長が短くても殆ど問題にならないと
いう知見を得、両者の中間の屈折率分布であれば出射強
度のパターンが均一になるのではないかとの推論に達し
た。
で材料に一定の深さの溝を加工するといった観点から、
照明光伝送用光ファイバにおいて出射光の強度分布が一
定のものが要求されるようになり、従来のステップ型、
グレーデッド型の屈折率分布のものでは対応しきれない
ことから、新たな屈折率分布のファイバ構造が検討され
ていた。この発明者等は、新たな屈折率分布のファイバ
構造を開発するに当たって、従来のステップ型、グレー
デッド型の屈折率分布の光ファイバの出射パターンにつ
いてさらに解析を行なったところ、ステップ型の場合、
前述したサーキュラーモードは必ず発生するが、このモ
ード自身の損失は大きく、光ファイバの長さが長いと減
衰して問題にならないこと、グレーデッド型の場合、サ
ーキュラモードは外に洩れて減衰するか、正常モードに
変換されてファイバ長が短くても殆ど問題にならないと
いう知見を得、両者の中間の屈折率分布であれば出射強
度のパターンが均一になるのではないかとの推論に達し
た。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、以上の観点
からなされたもので、その特徴とする請求項１記載の発
明は、一定の屈折率ｎ1 を有する第１の部分と、この第
１の部分の周りに形成された、その屈折率が屈折率ｎ1
からそれよりも小さな屈折率ｎ2 に漸減する第２の部分
とからなるコアと、このコアの周りに形成された、屈折
率が前記屈折率ｎ2 よりも小さな屈折率ｎ3 を有するク
ラッドとからなる照明光伝送用光ファイバにある。ま
た、その特徴とする請求項１記載の発明は、コアをなす
第１の部分の直径がコア径の５０〜９０％であり、かつ
第１の部分の屈折率ｎ1 と第２の部分の屈折率ｎ2 との
比屈折率差Δが０．２〜０．６％であり、さらにコアの
第１の部分の屈折率ｎ1 とクラッドの屈折率ｎ3 との比
屈折率差Δが少なくとも０．５％である請求項１記載の
照明光伝送用光ファイバにある。
からなされたもので、その特徴とする請求項１記載の発
明は、一定の屈折率ｎ1 を有する第１の部分と、この第
１の部分の周りに形成された、その屈折率が屈折率ｎ1
からそれよりも小さな屈折率ｎ2 に漸減する第２の部分
とからなるコアと、このコアの周りに形成された、屈折
率が前記屈折率ｎ2 よりも小さな屈折率ｎ3 を有するク
ラッドとからなる照明光伝送用光ファイバにある。ま
た、その特徴とする請求項１記載の発明は、コアをなす
第１の部分の直径がコア径の５０〜９０％であり、かつ
第１の部分の屈折率ｎ1 と第２の部分の屈折率ｎ2 との
比屈折率差Δが０．２〜０．６％であり、さらにコアの
第１の部分の屈折率ｎ1 とクラッドの屈折率ｎ3 との比
屈折率差Δが少なくとも０．５％である請求項１記載の
照明光伝送用光ファイバにある。
【０００５】
【作用】コアの屈折率分布を、中心の第１の部分をステ
ップ型として、その周りの第２の部分をグレーテッド型
とすることにより、中心の第１の部分で出射強度のパタ
ーンを本質的に均一なステップ型とするとともに、ステ
ップ型故に生じるサーキュラーモードを第２の部分で正
常モードに変換し、全体として均一な出射強度パターン
とする。
ップ型として、その周りの第２の部分をグレーテッド型
とすることにより、中心の第１の部分で出射強度のパタ
ーンを本質的に均一なステップ型とするとともに、ステ
ップ型故に生じるサーキュラーモードを第２の部分で正
常モードに変換し、全体として均一な出射強度パターン
とする。
【０００６】
【実施例１】図１は、この発明の照明光伝送用石英系フ
ァイバの断面図、図２はその屈折率分布図である。図に
おいて、１はコアの中心をなす第１の部分で、例えばＧ
ｅＯ2 ーＳｉＯ2 からなる一定の屈折率ｎ1 を有してい
る。２は第１の部分の周りに形成された、コアの一部を
なす第２の部分で、第１の部分１と同様にＧｅＯ2 ーＳ
ｉＯ2 からなり、その屈折率はＧｅ量の調整により屈折
率ｎ1 から次第に漸減して屈折率ｎ2 に至っている。な
お、コアの一部をなす第１の部分の直径のコア径に対す
る比率は５０〜９０％、好ましくは６０〜８０％とされ
る。さらに、屈折率ｎ1 と屈折率ｎ2 との比屈折率差は
０．２〜０．６％とされる。３はクラッドで、例えばＦ
ーＳｉＯ2 からなり、その屈折率は屈折率ｎ2 よりも小
さいｎ3 であって、その純粋石英ガラスとの比屈折率差
Δ＝−０．３〜−１．３％、コアの第１の部分の屈折率
ｎ1 との比屈折率差Δ＝０．５〜１．９％とされてい
る。
ァイバの断面図、図２はその屈折率分布図である。図に
おいて、１はコアの中心をなす第１の部分で、例えばＧ
ｅＯ2 ーＳｉＯ2 からなる一定の屈折率ｎ1 を有してい
る。２は第１の部分の周りに形成された、コアの一部を
なす第２の部分で、第１の部分１と同様にＧｅＯ2 ーＳ
ｉＯ2 からなり、その屈折率はＧｅ量の調整により屈折
率ｎ1 から次第に漸減して屈折率ｎ2 に至っている。な
お、コアの一部をなす第１の部分の直径のコア径に対す
る比率は５０〜９０％、好ましくは６０〜８０％とされ
る。さらに、屈折率ｎ1 と屈折率ｎ2 との比屈折率差は
０．２〜０．６％とされる。３はクラッドで、例えばＦ
ーＳｉＯ2 からなり、その屈折率は屈折率ｎ2 よりも小
さいｎ3 であって、その純粋石英ガラスとの比屈折率差
Δ＝−０．３〜−１．３％、コアの第１の部分の屈折率
ｎ1 との比屈折率差Δ＝０．５〜１．９％とされてい
る。
【０００７】
【具体例】先ず、ＶＡＤ法により直径φ２０ｍｍ，長さ
ｌ７００ｍｍのコア母材を作製した。第１の部分はＧｅ
Ｏ2 ーＳｉＯ2 ガラスで構成し、その直径は１２ｍｍで
コア径の６０％、屈折率は純粋石英のそれとの比較で比
屈折率差Δ＝約０．５％で一定とした。第２の部分は第
１の部分同様にＧｅＯ2 ーＳｉＯ2 ガラスとしたが、そ
の直径は２０ｍｍとし、コア径の６０％から最外周の１
００％に向かってＧｅ量を漸減して、屈折率を純粋石英
のそれとの比較で比屈折率差Δ＝約０．５〜０．１％に
直線的に変化させた。このコア部材の周りにプラズマ外
付け法によりＦ−ＳｉＯ2 ガラスを堆積して純粋石英ガ
ラスとの比屈折率差Δ＝約−１％のクラッド部を形成し
た。仕上がり寸法は、外径φ：２５ｍｍ、長さｌ：約６
００ｍｍとした。この母材をコア径４００μｍ、ファイ
バ径５００μｍに線引きし、その上に被覆材としてシリ
コーン樹脂をコーティングして外径７００μｍとした。
このファイバにＹＡＧレーザを伝送させたところ、出射
パターンは図３に示すようにほぼ一定強度のパターンで
あった。
ｌ７００ｍｍのコア母材を作製した。第１の部分はＧｅ
Ｏ2 ーＳｉＯ2 ガラスで構成し、その直径は１２ｍｍで
コア径の６０％、屈折率は純粋石英のそれとの比較で比
屈折率差Δ＝約０．５％で一定とした。第２の部分は第
１の部分同様にＧｅＯ2 ーＳｉＯ2 ガラスとしたが、そ
の直径は２０ｍｍとし、コア径の６０％から最外周の１
００％に向かってＧｅ量を漸減して、屈折率を純粋石英
のそれとの比較で比屈折率差Δ＝約０．５〜０．１％に
直線的に変化させた。このコア部材の周りにプラズマ外
付け法によりＦ−ＳｉＯ2 ガラスを堆積して純粋石英ガ
ラスとの比屈折率差Δ＝約−１％のクラッド部を形成し
た。仕上がり寸法は、外径φ：２５ｍｍ、長さｌ：約６
００ｍｍとした。この母材をコア径４００μｍ、ファイ
バ径５００μｍに線引きし、その上に被覆材としてシリ
コーン樹脂をコーティングして外径７００μｍとした。
このファイバにＹＡＧレーザを伝送させたところ、出射
パターンは図３に示すようにほぼ一定強度のパターンで
あった。
【０００８】
【発明の効果】この発明による照明伝送用光ファイバ
は、コアが中心をなす第１の部分とその周囲の第２の部
分からなり、しかも第１の部分の屈折率は一定で、第２
の部分の屈折率はこの第１の部分の屈折率と等しい屈折
率からそれよりも小さい屈折率に向かって次第に減少す
る屈折率分布を有し、さらにその外側に屈折率分布が第
２の部分の最小屈折率よりも小さな屈折率のクラッドを
設けた構造であるので、伝送光の出射強度のパターンを
均一にできるという効果を奏する。
は、コアが中心をなす第１の部分とその周囲の第２の部
分からなり、しかも第１の部分の屈折率は一定で、第２
の部分の屈折率はこの第１の部分の屈折率と等しい屈折
率からそれよりも小さい屈折率に向かって次第に減少す
る屈折率分布を有し、さらにその外側に屈折率分布が第
２の部分の最小屈折率よりも小さな屈折率のクラッドを
設けた構造であるので、伝送光の出射強度のパターンを
均一にできるという効果を奏する。
【図１】この発明による照明光伝送用光ファイバの断面
図。
図。
【図２】図１の照明光伝送用光ファイバの屈折率分布
図。
図。
【図３】図１の照明光伝送用光ファイバの出射強度分布
図。
図。
１ コアの中心をなす第１の部分 ２ 第１の部分の周りに形成された、コアの一部をなす
第２の部分 ３ クラッド
第２の部分 ３ クラッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 妻沼 孝司 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株式 会社佐倉工場内 (72)発明者 真田 和夫 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株式 会社佐倉工場内 (72)発明者 鳥谷 智晶 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株式 会社佐倉工場内
Claims (2)
- 【請求項１】 一定の屈折率ｎ1 を有する第１の部分
と、この第１の部分の周りに形成された、その屈折率が
屈折率ｎ1 からそれよりも小さな屈折率ｎ2 に漸減する
第２の部分とからなるコアと、このコアの周りに形成さ
れた、屈折率が前記屈折率ｎ2 よりも小さな屈折率ｎ3
を有するクラッドとからなることを特徴とする照明光伝
送用光ファイバ。 - 【請求項２】 コアをなす第１の部分の直径がコア径の
５０〜９０％であり、かつ第１の部分の屈折率ｎ1 と第
２の部分の屈折率ｎ2 との比屈折率差Δが０．２〜０．
６％であり、さらにコアの第１の部分の屈折率ｎ1 とク
ラッドの屈折率ｎ3 との比屈折率差Δが少なくとも０．
５％であることを特徴とする請求項１記載の照明光伝送
用光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04156209A JP3142955B2 (ja) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | レーザー加工機用照明光伝送用光ファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04156209A JP3142955B2 (ja) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | レーザー加工機用照明光伝送用光ファイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05323143A true JPH05323143A (ja) | 1993-12-07 |
| JP3142955B2 JP3142955B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=15622753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04156209A Expired - Lifetime JP3142955B2 (ja) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | レーザー加工機用照明光伝送用光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3142955B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5940567A (en) * | 1998-02-20 | 1999-08-17 | Photon-X, Inc. | Optical fibers having an inner core and an outer core |
| WO2005022218A1 (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 光部品、光部品製造方法および光システム |
| CN114859459A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-08-05 | 长飞光坊(武汉)科技有限公司 | 一种实现平顶能量分布同时控制光束质量的特种光纤 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2754297B2 (ja) | 1991-09-30 | 1998-05-20 | 株式会社フジクラ | レーザ治療用光ファイバ |
-
1992
- 1992-05-25 JP JP04156209A patent/JP3142955B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5940567A (en) * | 1998-02-20 | 1999-08-17 | Photon-X, Inc. | Optical fibers having an inner core and an outer core |
| WO2005022218A1 (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 光部品、光部品製造方法および光システム |
| CN114859459A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-08-05 | 长飞光坊(武汉)科技有限公司 | 一种实现平顶能量分布同时控制光束质量的特种光纤 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3142955B2 (ja) | 2001-03-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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