JPH11271540A - 光ファイバおよびその加工方法 - Google Patents
光ファイバおよびその加工方法Info
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- JPH11271540A JPH11271540A JP10070696A JP7069698A JPH11271540A JP H11271540 A JPH11271540 A JP H11271540A JP 10070696 A JP10070696 A JP 10070696A JP 7069698 A JP7069698 A JP 7069698A JP H11271540 A JPH11271540 A JP H11271540A
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- optical fiber
- core
- incident end
- incident
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高出力のレーザ光を安定して伝送することが
できる光ファイバおよびその加工方法を提供する。 【解決手段】 光ファイバ１は、互いに屈折率の異なる
コア２およびクラッド３を備えている。ここで、集光さ
れたレーザ光１０が入射する光ファイバ１の入射端１ａ
側においては、コア２の入射端面２ａに所定深さのくぼ
み４が形成されている。なお、このようなくぼみ４は、
光ファイバ１の入射端１ａ側を等方的にエッチング処理
することにより形成される。
できる光ファイバおよびその加工方法を提供する。 【解決手段】 光ファイバ１は、互いに屈折率の異なる
コア２およびクラッド３を備えている。ここで、集光さ
れたレーザ光１０が入射する光ファイバ１の入射端１ａ
側においては、コア２の入射端面２ａに所定深さのくぼ
み４が形成されている。なお、このようなくぼみ４は、
光ファイバ１の入射端１ａ側を等方的にエッチング処理
することにより形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバに係り、
とりわけ高出力のレーザ光を伝送するのに適した光ファ
イバおよびその加工方法に関する。
とりわけ高出力のレーザ光を伝送するのに適した光ファ
イバおよびその加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高出力のレーザ光を伝送するのに適した
光ファイバとして石英ガラス系光ファイバが知られてい
る。このような石英ガラス系光ファイバにおいては、材
料として用いられる石英ガラスの高性能化により、連続
出力で数ｋＷ程度の大出力のレーザ光を伝送できるよう
になってきている。
光ファイバとして石英ガラス系光ファイバが知られてい
る。このような石英ガラス系光ファイバにおいては、材
料として用いられる石英ガラスの高性能化により、連続
出力で数ｋＷ程度の大出力のレーザ光を伝送できるよう
になってきている。
【０００３】ところで、光ファイバにより伝送可能なレ
ーザ光の出力範囲の上限は、集光された高出力のレーザ
光によるコアの入射端面の破損を考慮して決められる。
なお、入射端面の破損は、入射端面の加工時に生じた加
工影響層の破損しきい値が相対的に低いために生じるも
のであり、この破損しきい値は光ファイバのコアの材料
や、レーザ光の出力パルス波形、入射端面におけるゴミ
の付着、入射端面の仕上げ方法等に応じて異なった値を
とる。
ーザ光の出力範囲の上限は、集光された高出力のレーザ
光によるコアの入射端面の破損を考慮して決められる。
なお、入射端面の破損は、入射端面の加工時に生じた加
工影響層の破損しきい値が相対的に低いために生じるも
のであり、この破損しきい値は光ファイバのコアの材料
や、レーザ光の出力パルス波形、入射端面におけるゴミ
の付着、入射端面の仕上げ方法等に応じて異なった値を
とる。
【０００４】ここで、連続出力のレーザ光を光ファイバ
に入射させる場合を例にとると、レーザ光の出力範囲の
上限は、レーザ光の出力をレーザ光の入射面積で除した
レーザ光の平均パワー密度Ｉでみると、純粋な石英ガラ
スをコアに用いるステップインデックス（ＳＩ）型の光
ファイバで約１０8 Ｗ／ｃｍ2 程度、ゲルマニウム（Ｇ
ｅ）を添加（ドープ）した石英をコアに用いるグレーデ
ッドインデックス（ＧＩ）型の光ファイバで約１０6 Ｗ
／ｃｍ2 である。なお、このような高出力のレーザ光を
伝送する光ファイバは、コアの入射端面でのレーザ光の
平均パワー密度を抑えるため、比較的大口径となってい
る。
に入射させる場合を例にとると、レーザ光の出力範囲の
上限は、レーザ光の出力をレーザ光の入射面積で除した
レーザ光の平均パワー密度Ｉでみると、純粋な石英ガラ
スをコアに用いるステップインデックス（ＳＩ）型の光
ファイバで約１０8 Ｗ／ｃｍ2 程度、ゲルマニウム（Ｇ
ｅ）を添加（ドープ）した石英をコアに用いるグレーデ
ッドインデックス（ＧＩ）型の光ファイバで約１０6 Ｗ
／ｃｍ2 である。なお、このような高出力のレーザ光を
伝送する光ファイバは、コアの入射端面でのレーザ光の
平均パワー密度を抑えるため、比較的大口径となってい
る。
【０００５】図７は光ファイバを用いた加工光学系の一
例を示す図である。図７に示す加工光学系は、レーザ７
と、レーザ７から出射したレーザ光１０を伝送する光フ
ァイバ１とを備えている。ここで、光ファイバ１の入射
端１ａ側にはレーザ７から出射したレーザ光１０を集光
させる入射レンズ８が設けられ、光ファイバ１の出射端
１ｂ側には光ファイバ１の出射端１ｂから出射したレー
ザ光１０を集光させて加工点１１に結像させる結像レン
ズ９が設けられている。
例を示す図である。図７に示す加工光学系は、レーザ７
と、レーザ７から出射したレーザ光１０を伝送する光フ
ァイバ１とを備えている。ここで、光ファイバ１の入射
端１ａ側にはレーザ７から出射したレーザ光１０を集光
させる入射レンズ８が設けられ、光ファイバ１の出射端
１ｂ側には光ファイバ１の出射端１ｂから出射したレー
ザ光１０を集光させて加工点１１に結像させる結像レン
ズ９が設けられている。
【０００６】このような加工光学系において、加工点１
１に集光するレーザ光１０の平均パワー密度Ｉw は、光
ファイバ１の出射端１ｂでの平均パワー密度Ｉo と、結
像レンズ９による結像倍率ｍとに基づいて次式（１）に
より求められる。 Ｉw ＝Ｉo ・（１／ｍ）2 … （１）
１に集光するレーザ光１０の平均パワー密度Ｉw は、光
ファイバ１の出射端１ｂでの平均パワー密度Ｉo と、結
像レンズ９による結像倍率ｍとに基づいて次式（１）に
より求められる。 Ｉw ＝Ｉo ・（１／ｍ）2 … （１）
【０００７】上式（１）において、結像倍率ｍは、光フ
ァイバ１の出射端１ｂでのレーザ光１０の広がり角θ1
と、結像レンズ９によるレーザ光１０の集束角θ2 とに
基づいて次式（２）により求められる。 ｍ＝θ1 ／θ2 … （２）
ァイバ１の出射端１ｂでのレーザ光１０の広がり角θ1
と、結像レンズ９によるレーザ光１０の集束角θ2 とに
基づいて次式（２）により求められる。 ｍ＝θ1 ／θ2 … （２）
【０００８】ここで、上式（１）によれば、結像倍率ｍ
を小さくすることにより加工点１１でのレーザ光１０の
平均パワー密度Ｉw を大きくすることができるが、結像
倍率ｍを小さくすることは結像レンズ９等の集光光学系
のレンズ口径の増大と、作動距離の短縮とをもたらす。
このため、実用上の観点からは、光ファイバ１の出射端
１ｂでのレーザ光１０の平均パワー密度Ｉo を大きくす
ることにより加工点１１でのレーザ光１０の平均パワー
密度Ｉw を大きくする必要がある。
を小さくすることにより加工点１１でのレーザ光１０の
平均パワー密度Ｉw を大きくすることができるが、結像
倍率ｍを小さくすることは結像レンズ９等の集光光学系
のレンズ口径の増大と、作動距離の短縮とをもたらす。
このため、実用上の観点からは、光ファイバ１の出射端
１ｂでのレーザ光１０の平均パワー密度Ｉo を大きくす
ることにより加工点１１でのレーザ光１０の平均パワー
密度Ｉw を大きくする必要がある。
【０００９】なお、上述したように、光ファイバ１の入
射端１ａでのレーザ光１０の平均パワー密度にはコア２
の入射端面２ａの破損に起因する上限値があるので、光
ファイバ１の出射端１ｂでのレーザ光１０の平均パワー
密度Ｉo を無制限に大きくすることはできない。このた
め、従来においては、例えば図８に示すように、光ファ
イバ１の入射端１ａ側にスロート状の光ファイバ１５を
接続してレーザ光１０の入射面積を大きくすることによ
り、光ファイバ１の入射端１ａでのレーザ光１０の平均
パワー密度をできるだけ抑えつつ、光ファイバ１に入射
するレーザ光１０の出力を大きくする方法が知られてい
る。
射端１ａでのレーザ光１０の平均パワー密度にはコア２
の入射端面２ａの破損に起因する上限値があるので、光
ファイバ１の出射端１ｂでのレーザ光１０の平均パワー
密度Ｉo を無制限に大きくすることはできない。このた
め、従来においては、例えば図８に示すように、光ファ
イバ１の入射端１ａ側にスロート状の光ファイバ１５を
接続してレーザ光１０の入射面積を大きくすることによ
り、光ファイバ１の入射端１ａでのレーザ光１０の平均
パワー密度をできるだけ抑えつつ、光ファイバ１に入射
するレーザ光１０の出力を大きくする方法が知られてい
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
においては、光ファイバ１の入射端１ａでのレーザ光１
０の平均パワー密度をできるだけ抑えつつ、光ファイバ
１に入射するレーザ光１０の出力を大きくするための方
法として、光ファイバ１の入射端１ａ側にスロート状の
光ファイバ１５を接続してレーザ光１０の入射面積を大
きくする方法が知られていた。
においては、光ファイバ１の入射端１ａでのレーザ光１
０の平均パワー密度をできるだけ抑えつつ、光ファイバ
１に入射するレーザ光１０の出力を大きくするための方
法として、光ファイバ１の入射端１ａ側にスロート状の
光ファイバ１５を接続してレーザ光１０の入射面積を大
きくする方法が知られていた。
【００１１】しかしながら、このような従来の方法で
は、光ファイバ１の入射端１ａでのレーザ光１０の平均
パワー密度を抑えることは可能であるが、光ファイバ１
とスロート状の光ファイバ１５とを接続部１６にて理想
的な状態で接続することが技術的に困難であり、特に高
出力のレーザ光１０の伝送において接続部１６での損
失、およびこのような損失に起因する接続部１６の発熱
等が問題となる。
は、光ファイバ１の入射端１ａでのレーザ光１０の平均
パワー密度を抑えることは可能であるが、光ファイバ１
とスロート状の光ファイバ１５とを接続部１６にて理想
的な状態で接続することが技術的に困難であり、特に高
出力のレーザ光１０の伝送において接続部１６での損
失、およびこのような損失に起因する接続部１６の発熱
等が問題となる。
【００１２】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、レーザ光の入射面積を大きくすることによ
り高出力のレーザ光を安定して伝送することができる光
ファイバおよびその加工方法を提供することを目的とす
る。
ものであり、レーザ光の入射面積を大きくすることによ
り高出力のレーザ光を安定して伝送することができる光
ファイバおよびその加工方法を提供することを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴は、
互いに屈折率の異なるコアおよびクラッドを備え、前記
コアはレーザ光が入射する入射端面を有し、その入射端
面には所定深さの凹部が形成されていることを特徴とす
る光ファイバである。
互いに屈折率の異なるコアおよびクラッドを備え、前記
コアはレーザ光が入射する入射端面を有し、その入射端
面には所定深さの凹部が形成されていることを特徴とす
る光ファイバである。
【００１４】本発明の第２の特徴は、互いに屈折率の異
なるコアおよびクラッドを備えた光ファイバの入射端側
にレジスト膜をコートする工程と、前記レジスト膜のう
ち前記コアの入射端面上にコートされたレジスト膜に所
定スポット径の光を照射してレジスト膜を部分的に感光
させる工程と、前記レジスト膜を現像する工程と、前記
光ファイバの入射端側をエッチング液に浸せきして前記
コアのうち前記レジスト膜が除去された部分をエッチン
グ処理する工程と、前記レジスト膜を剥離する工程とを
含むことを特徴とする光ファイバの加工方法である。
なるコアおよびクラッドを備えた光ファイバの入射端側
にレジスト膜をコートする工程と、前記レジスト膜のう
ち前記コアの入射端面上にコートされたレジスト膜に所
定スポット径の光を照射してレジスト膜を部分的に感光
させる工程と、前記レジスト膜を現像する工程と、前記
光ファイバの入射端側をエッチング液に浸せきして前記
コアのうち前記レジスト膜が除去された部分をエッチン
グ処理する工程と、前記レジスト膜を剥離する工程とを
含むことを特徴とする光ファイバの加工方法である。
【００１５】本発明の第３の特徴は、互いに屈折率の異
なるコアおよびクラッドを備えた光ファイバの入射端側
に保護膜をコートする工程と、前記保護膜のうち前記コ
アの入射端面上にコートされた保護膜に所定スポット径
のレーザ光を照射して保護膜を部分的に除去する工程
と、前記光ファイバの入射端側をエッチング液に浸せき
して前記コアのうち前記保護膜が除去された部分をエッ
チング処理する工程と、前記保護膜を剥離する工程とを
含むことを特徴とする光ファイバの加工方法である。な
お本発明の第３の特徴においては、前記所定スポット径
のレーザ光により前記コアの入射端面を部分的に除去す
る工程をさらに含むことが好ましい。
なるコアおよびクラッドを備えた光ファイバの入射端側
に保護膜をコートする工程と、前記保護膜のうち前記コ
アの入射端面上にコートされた保護膜に所定スポット径
のレーザ光を照射して保護膜を部分的に除去する工程
と、前記光ファイバの入射端側をエッチング液に浸せき
して前記コアのうち前記保護膜が除去された部分をエッ
チング処理する工程と、前記保護膜を剥離する工程とを
含むことを特徴とする光ファイバの加工方法である。な
お本発明の第３の特徴においては、前記所定スポット径
のレーザ光により前記コアの入射端面を部分的に除去す
る工程をさらに含むことが好ましい。
【００１６】本発明の第１の特徴によれば、光ファイバ
のコアの入射端面に所定深さの凹部を形成しているの
で、平坦な入射端面を有する一般的な光ファイバよりも
大出力のレーザ光を入射させることができる。このた
め、光ファイバの出射端でのレーザ光の平均パワー密度
を増大させることができ、加工光学系等において出射端
側の結像レンズの小口径化および長作動距離化を図りつ
つ加工点でのレーザ光の平均パワー密度を増大させるこ
とができる。
のコアの入射端面に所定深さの凹部を形成しているの
で、平坦な入射端面を有する一般的な光ファイバよりも
大出力のレーザ光を入射させることができる。このた
め、光ファイバの出射端でのレーザ光の平均パワー密度
を増大させることができ、加工光学系等において出射端
側の結像レンズの小口径化および長作動距離化を図りつ
つ加工点でのレーザ光の平均パワー密度を増大させるこ
とができる。
【００１７】また本発明の第２の特徴によれば、平坦な
入射端面を有する一般的な光ファイバの入射端側を等方
的にエッチング処理することにより凹部を形成するの
で、凹部の形成を簡易かつ安価に行うことができる。
入射端面を有する一般的な光ファイバの入射端側を等方
的にエッチング処理することにより凹部を形成するの
で、凹部の形成を簡易かつ安価に行うことができる。
【００１８】さらに本発明の第３の特徴によれば、光フ
ァイバのコアの入射端面を部分的に除去した後にエッチ
ング処理を行うことができるので、凹部をより深くする
ことができ、このため光ファイバに、より大出力のレー
ザ光を入射することができる。
ァイバのコアの入射端面を部分的に除去した後にエッチ
ング処理を行うことができるので、凹部をより深くする
ことができ、このため光ファイバに、より大出力のレー
ザ光を入射することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】第１の実施の形態 以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明
する。図１（ａ）および図２（ａ）乃至（ｅ）は本発明
による光ファイバおよびその加工方法の第１の実施の形
態を示す図である。
する。図１（ａ）および図２（ａ）乃至（ｅ）は本発明
による光ファイバおよびその加工方法の第１の実施の形
態を示す図である。
【００２０】まず、図１（ａ）（ｂ）により、光ファイ
バの基本構成について説明する。ここで、図１（ａ）は
本発明による光ファイバの第１の実施の形態を示す一部
断面図、図１（ｂ）は一般的な光ファイバを示す一部断
面図である。図１（ａ）（ｂ）に示すように、光ファイ
バ１は、互いに屈折率の異なるコア２およびクラッド３
を備えている。ここで本発明の第１の実施の形態におい
ては、図１（ａ）に示すように、集光されたレーザ光１
０が入射する光ファイバ１の入射端１ａ側において、コ
ア２の入射端面２ａに所定深さのくぼみ（凹部）４が形
成されている。なお、このようなくぼみ４は、後述する
ように、光ファイバ１の入射端１ａ側を等方的にエッチ
ング処理することにより形成される。
バの基本構成について説明する。ここで、図１（ａ）は
本発明による光ファイバの第１の実施の形態を示す一部
断面図、図１（ｂ）は一般的な光ファイバを示す一部断
面図である。図１（ａ）（ｂ）に示すように、光ファイ
バ１は、互いに屈折率の異なるコア２およびクラッド３
を備えている。ここで本発明の第１の実施の形態におい
ては、図１（ａ）に示すように、集光されたレーザ光１
０が入射する光ファイバ１の入射端１ａ側において、コ
ア２の入射端面２ａに所定深さのくぼみ（凹部）４が形
成されている。なお、このようなくぼみ４は、後述する
ように、光ファイバ１の入射端１ａ側を等方的にエッチ
ング処理することにより形成される。
【００２１】次に、このような構成からなる本発明の第
１の実施の形態の作用について説明する。
１の実施の形態の作用について説明する。
【００２２】まず、図１（ａ）（ｂ）により、図１
（ａ）に示す光ファイバ１の原理について説明する。図
１（ａ）に示す光ファイバ１の入射端１ａ側でのレーザ
光１０の入射面積をＳ、図１（ｂ）に示す一般的な光フ
ァイバ１の入射端１ａ側でのレーザ光１０の入射面積を
Ｓ′とすると、入射面積Ｓは入射面積Ｓ′よりもくぼみ
４の分だけ大きくなり、次式（３）が成立する。 Ｓ＞Ｓ′ … （３）
（ａ）に示す光ファイバ１の原理について説明する。図
１（ａ）に示す光ファイバ１の入射端１ａ側でのレーザ
光１０の入射面積をＳ、図１（ｂ）に示す一般的な光フ
ァイバ１の入射端１ａ側でのレーザ光１０の入射面積を
Ｓ′とすると、入射面積Ｓは入射面積Ｓ′よりもくぼみ
４の分だけ大きくなり、次式（３）が成立する。 Ｓ＞Ｓ′ … （３）
【００２３】このことから、レーザ光１０の平均出力ま
たはピーク出力をレーザ光１０の入射面積Ｓ，Ｓ′で除
したレーザ光１０の平均パワー密度Ｉi ，Ｉi ′は、次
式（４）のようになる。 Ｉi ＜Ｉi ′ … （４）
たはピーク出力をレーザ光１０の入射面積Ｓ，Ｓ′で除
したレーザ光１０の平均パワー密度Ｉi ，Ｉi ′は、次
式（４）のようになる。 Ｉi ＜Ｉi ′ … （４）
【００２４】従って、光ファイバ１の入射端１ａ側に入
射可能な平均パワー密度Ｉi ，Ｉi′が同程度であると
すると、図１（ａ）に示す光ファイバ１には図１（ｂ）
に示す一般的な光ファイバ１よりも大出力のレーザ光１
０を入射させることができる。このため、次式（５）の
ように表される光ファイバ１の出射端での平均パワー密
度Ｉo を増大させることができ、図７に示すような加工
光学系において出射端１ｂ側の結像レンズ１０の小口径
化および長作動距離化を図りつつ加工点１１でのレーザ
光１０の平均パワー密度Ｉw を増大させることができ
る。 Ｉo ＝（レーザ光の出力）／（光ファイバのコアの出射端面の面積）…（５）
射可能な平均パワー密度Ｉi ，Ｉi′が同程度であると
すると、図１（ａ）に示す光ファイバ１には図１（ｂ）
に示す一般的な光ファイバ１よりも大出力のレーザ光１
０を入射させることができる。このため、次式（５）の
ように表される光ファイバ１の出射端での平均パワー密
度Ｉo を増大させることができ、図７に示すような加工
光学系において出射端１ｂ側の結像レンズ１０の小口径
化および長作動距離化を図りつつ加工点１１でのレーザ
光１０の平均パワー密度Ｉw を増大させることができ
る。 Ｉo ＝（レーザ光の出力）／（光ファイバのコアの出射端面の面積）…（５）
【００２５】次に、図２（ａ）乃至（ｅ）により、図１
（ａ）に示す光ファイバ１の加工方法について説明す
る。
（ａ）に示す光ファイバ１の加工方法について説明す
る。
【００２６】図２（ａ）に示すように、まず、平坦に仕
上げられた光ファイバ１の入射端１ａ側にレジスト膜２
０をコートしてベーキングを行う。
上げられた光ファイバ１の入射端１ａ側にレジスト膜２
０をコートしてベーキングを行う。
【００２７】次に、図２（ｂ）に示すように、レジスト
膜２０のうちコア２の入射端面２ａ上にコートされたレ
ジスト膜２０にくぼみ４の開口部径に対応した所定スポ
ット径のレーザ光等の光を照射してレジスト膜２０を部
分的に感光させる。なお図２（ｂ）において、符号２０
ａは感光部を示している。
膜２０のうちコア２の入射端面２ａ上にコートされたレ
ジスト膜２０にくぼみ４の開口部径に対応した所定スポ
ット径のレーザ光等の光を照射してレジスト膜２０を部
分的に感光させる。なお図２（ｂ）において、符号２０
ａは感光部を示している。
【００２８】その後、図２（ｃ）に示すように、レジス
ト膜２０を現像し、感光部２０ａに対応するレジスト膜
２０の一部を除去して開口部２０ｂを形成し、次いで、
図２（ｄ）に示すように、光ファイバ１の入射端１ａ側
をエッチング液に浸せきしてコア２のうちレジスト膜２
０が除去された部分（開口部２０ｂを介して外部に開口
した部分）をエッチング処理する。
ト膜２０を現像し、感光部２０ａに対応するレジスト膜
２０の一部を除去して開口部２０ｂを形成し、次いで、
図２（ｄ）に示すように、光ファイバ１の入射端１ａ側
をエッチング液に浸せきしてコア２のうちレジスト膜２
０が除去された部分（開口部２０ｂを介して外部に開口
した部分）をエッチング処理する。
【００２９】最後に、図２（ｅ）に示すように、光ファ
イバ１の入射端１ａ側を洗浄した後、レジスト膜２０を
剥離し、コア２の入射端面２ａにくぼみ４が形成された
最終的な光ファイバ１を製造する。
イバ１の入射端１ａ側を洗浄した後、レジスト膜２０を
剥離し、コア２の入射端面２ａにくぼみ４が形成された
最終的な光ファイバ１を製造する。
【００３０】このように本発明の第１の実施の形態によ
れば、光ファイバ１のコア２の入射端面２ａに所定深さ
のくぼみ４を形成しているので、平坦な入射端面２ａを
有する一般的な光ファイバ１よりも大出力のレーザ光１
０を入射させることができる。このため、光ファイバ１
の出射端でのレーザ光１０の平均パワー密度Ｉo を増大
させることができ、図７に示すような加工光学系におい
て出射端１ｂ側の結像レンズ１０の小口径化および長作
動距離化を図りつつ加工点１１でのレーザ光１０の平均
パワー密度Ｉw を増大させることができる。また、一般
的な光ファイバ１の入射端１ａ側を等方的にエッチング
処理することによりくぼみ４を形成するので、くぼみ４
の形成を簡易かつ安価に行うことができる。
れば、光ファイバ１のコア２の入射端面２ａに所定深さ
のくぼみ４を形成しているので、平坦な入射端面２ａを
有する一般的な光ファイバ１よりも大出力のレーザ光１
０を入射させることができる。このため、光ファイバ１
の出射端でのレーザ光１０の平均パワー密度Ｉo を増大
させることができ、図７に示すような加工光学系におい
て出射端１ｂ側の結像レンズ１０の小口径化および長作
動距離化を図りつつ加工点１１でのレーザ光１０の平均
パワー密度Ｉw を増大させることができる。また、一般
的な光ファイバ１の入射端１ａ側を等方的にエッチング
処理することによりくぼみ４を形成するので、くぼみ４
の形成を簡易かつ安価に行うことができる。
【００３１】第２の実施の形態 次に、図３および図４（ａ）乃至（ｅ）により、本発明
による光ファイバの第２の実施の形態について説明す
る。本発明の第２の実施の形態は、光ファイバのコアの
入射端面にくぼみを形成する方法が異なる点を除いて、
他は図１（ａ）および図２（ａ）乃至（ｅ）に示す第１
の実施の形態と略同一である。本発明の第２の実施の形
態において、図１（ａ）および図２（ａ）乃至（ｅ）に
示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して
詳細な説明は省略する。
による光ファイバの第２の実施の形態について説明す
る。本発明の第２の実施の形態は、光ファイバのコアの
入射端面にくぼみを形成する方法が異なる点を除いて、
他は図１（ａ）および図２（ａ）乃至（ｅ）に示す第１
の実施の形態と略同一である。本発明の第２の実施の形
態において、図１（ａ）および図２（ａ）乃至（ｅ）に
示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して
詳細な説明は省略する。
【００３２】本発明の第２の実施の形態においては、図
３に示すように、コア２の入射端面２ａに図１（ａ）の
くぼみ４よりも深いくぼみ（凹部）４が形成されてい
る。なお、このようなくぼみ４は、後述するように、光
ファイバ１の入射端１ａ側をレーザ加工処理およびエッ
チング処理することにより形成される。
３に示すように、コア２の入射端面２ａに図１（ａ）の
くぼみ４よりも深いくぼみ（凹部）４が形成されてい
る。なお、このようなくぼみ４は、後述するように、光
ファイバ１の入射端１ａ側をレーザ加工処理およびエッ
チング処理することにより形成される。
【００３３】以下、図４（ａ）乃至（ｅ）により、図３
に示す光ファイバ１の加工方法について説明する。図４
（ａ）に示すように、まず、平坦に仕上げられた光ファ
イバ１の入射端１ａ側にレジスト膜２０をコートしてベ
ーキングを行う。
に示す光ファイバ１の加工方法について説明する。図４
（ａ）に示すように、まず、平坦に仕上げられた光ファ
イバ１の入射端１ａ側にレジスト膜２０をコートしてベ
ーキングを行う。
【００３４】次に、図４（ｂ）に示すように、レジスト
膜２０のうちコア２の入射端面２ａ上にコートされたレ
ジスト膜２０にくぼみ４の開口部径に対応した所定スポ
ット径のレーザ光を照射してレジスト膜２０を部分的に
除去して開口部２０ｂを形成し、さらにレーザ光を照射
し続けることにより、図４（ｃ）に示すように、コア２
の入射端面２ａを部分的に除去して下孔２１を形成す
る。なお、石英ガラスを材料とする光ファイバ１のコア
２の場合には、波長３００ｎｍ以下の短波長のレーザ光
により除去加工することができる。
膜２０のうちコア２の入射端面２ａ上にコートされたレ
ジスト膜２０にくぼみ４の開口部径に対応した所定スポ
ット径のレーザ光を照射してレジスト膜２０を部分的に
除去して開口部２０ｂを形成し、さらにレーザ光を照射
し続けることにより、図４（ｃ）に示すように、コア２
の入射端面２ａを部分的に除去して下孔２１を形成す
る。なお、石英ガラスを材料とする光ファイバ１のコア
２の場合には、波長３００ｎｍ以下の短波長のレーザ光
により除去加工することができる。
【００３５】その後、図４（ｄ）に示すように、光ファ
イバ１の入射端１ａ側をエッチング液に浸せきしてコア
２のうちレジスト膜２０が除去された部分（開口部２０
ｂを介して外部に開口した部分）をエッチング処理す
る。
イバ１の入射端１ａ側をエッチング液に浸せきしてコア
２のうちレジスト膜２０が除去された部分（開口部２０
ｂを介して外部に開口した部分）をエッチング処理す
る。
【００３６】最後に、図４（ｅ）に示すように、光ファ
イバ１の入射端１ａ側を洗浄した後、レジスト膜２０を
剥離し、コア２の入射端面２ａにくぼみ４が形成された
最終的な光ファイバ１を製造する。
イバ１の入射端１ａ側を洗浄した後、レジスト膜２０を
剥離し、コア２の入射端面２ａにくぼみ４が形成された
最終的な光ファイバ１を製造する。
【００３７】このように本発明の第２の実施の形態によ
れば、上述した第１の実施の形態の作用効果を奏すると
ともに、光ファイバ１のコア２の入射端面２ａを部分的
に除去した後にエッチング処理を行っているので、図２
（ａ）乃至（ｅ）に示す光ファイバの加工方法に比べて
くぼみ４をより深くすることができ、このため光ファイ
バ１に、より大出力のレーザ光１０を入射することがで
きる。
れば、上述した第１の実施の形態の作用効果を奏すると
ともに、光ファイバ１のコア２の入射端面２ａを部分的
に除去した後にエッチング処理を行っているので、図２
（ａ）乃至（ｅ）に示す光ファイバの加工方法に比べて
くぼみ４をより深くすることができ、このため光ファイ
バ１に、より大出力のレーザ光１０を入射することがで
きる。
【００３８】なお、上述した第２の実施の形態において
は、エッチング処理の保護膜としてレジスト膜２０を用
いているが、これに限らず、剥離可能なペイント膜等を
エッチング処理の保護膜として用いるようにしてもよ
い。
は、エッチング処理の保護膜としてレジスト膜２０を用
いているが、これに限らず、剥離可能なペイント膜等を
エッチング処理の保護膜として用いるようにしてもよ
い。
【００３９】また、上述した第１および第２の実施の形
態においては、光ファイバ１のコア２の入射端面２ａに
くぼみ４を形成しているが、これに限らず、図５に示す
ような凹面５をエッチング処理や切削加工等により形成
するようにしてもよい。
態においては、光ファイバ１のコア２の入射端面２ａに
くぼみ４を形成しているが、これに限らず、図５に示す
ような凹面５をエッチング処理や切削加工等により形成
するようにしてもよい。
【００４０】さらに、上述した第１および第２の実施の
形態においては、光ファイバ１のコア２の入射端面２ａ
にくぼみ４等の凹部を形成しているが、光ファイバ１の
入射端１ａ側でのレーザ光１０の集光位置を調整できる
場合には、コア２の入射端面２ａに所定高さの突起部６
（図６参照）または凸面を形成するようにしてもよい。
なお、このような光ファイバ１においては、突起部６等
の集光作用により光ファイバ１のコア２の内部の電界強
度が増大するので、光ファイバ１のコア２の内部が損傷
しないよう、光ファイバ１の入射端１ａ側でのレーザ光
１０の集光位置を手前側にずらすようにするとよい（図
６参照）。
形態においては、光ファイバ１のコア２の入射端面２ａ
にくぼみ４等の凹部を形成しているが、光ファイバ１の
入射端１ａ側でのレーザ光１０の集光位置を調整できる
場合には、コア２の入射端面２ａに所定高さの突起部６
（図６参照）または凸面を形成するようにしてもよい。
なお、このような光ファイバ１においては、突起部６等
の集光作用により光ファイバ１のコア２の内部の電界強
度が増大するので、光ファイバ１のコア２の内部が損傷
しないよう、光ファイバ１の入射端１ａ側でのレーザ光
１０の集光位置を手前側にずらすようにするとよい（図
６参照）。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
ファイバのコアの入射端面に所定深さの凹部を形成して
いるので、平坦な入射端面を有する一般的な光ファイバ
よりも大出力のレーザ光を入射させることができる。こ
のため、光ファイバの出射端でのレーザ光の平均パワー
密度を増大させることができ、加工光学系等において出
射端側の結像レンズの小口径化および長作動距離化を図
りつつ加工点でのレーザ光の平均パワー密度を増大させ
ることができる。
ファイバのコアの入射端面に所定深さの凹部を形成して
いるので、平坦な入射端面を有する一般的な光ファイバ
よりも大出力のレーザ光を入射させることができる。こ
のため、光ファイバの出射端でのレーザ光の平均パワー
密度を増大させることができ、加工光学系等において出
射端側の結像レンズの小口径化および長作動距離化を図
りつつ加工点でのレーザ光の平均パワー密度を増大させ
ることができる。
【図１】本発明による光ファイバの第１の実施の形態を
説明するための図。
説明するための図。
【図２】図１に示す光ファイバの加工方法を説明するた
めの図。
めの図。
【図３】本発明による光ファイバの第２の実施の形態を
示す一部断面図。
示す一部断面図。
【図４】図３に示す光ファイバの加工方法を説明するた
めの図。
めの図。
【図５】本発明による光ファイバの変形例を示す一部断
面図。
面図。
【図６】本発明による光ファイバの別の変形例を示す一
部断面図。
部断面図。
【図７】光ファイバを用いた加工光学系の一例を示す
図。
図。
【図８】光ファイバに入射するレーザ光の平均パワー密
度を抑える従来の方法を説明するための図。
度を抑える従来の方法を説明するための図。
１ 光ファイバ １ａ 入射端 １ｂ 出射端 ２ コア ２ａ 入射端面 ３ クラッド ４ くぼみ（凹部） ５ 凹面（凹部） ６ 突起部 ７ レーザ ８ 入射レンズ ９ 結像レンズ １０ レーザ光 １１ 加工点 １５ スロート状の光ファイバ １６ 接続部 ２０ レジスト膜 ２０ａ 感光部 ２０ｂ 開口部 ２１ 下孔
Claims (8)
- 【請求項１】互いに屈折率の異なるコアおよびクラッド
を備え、 前記コアはレーザ光が入射する入射端面を有し、その入
射端面には所定深さの凹部が形成されていることを特徴
とする光ファイバ。 - 【請求項２】前記凹部はエッチング処理により形成され
ることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。 - 【請求項３】前記凹部はレーザ加工処理およびエッチン
グ処理により形成されることを特徴とする請求項１記載
の光ファイバ。 - 【請求項４】互いに屈折率の異なるコアおよびクラッド
を備え、 前記コアはレーザ光が入射する入射端面を有し、その入
射端面には所定高さの凸部が形成されていることを特徴
とする光ファイバ。 - 【請求項５】互いに屈折率の異なるコアおよびクラッド
を備えた光ファイバの入射端側にレジスト膜をコートす
る工程と、 前記レジスト膜のうち前記コアの入射端面上にコートさ
れたレジスト膜に所定スポット径の光を照射してレジス
ト膜を部分的に感光させる工程と、 前記レジスト膜を現像する工程と、 前記光ファイバの入射端側をエッチング液に浸せきして
前記コアのうち前記レジスト膜が除去された部分をエッ
チング処理する工程と、 前記レジスト膜を剥離する工程とを含むことを特徴とす
る光ファイバの加工方法。 - 【請求項６】互いに屈折率の異なるコアおよびクラッド
を備えた光ファイバの入射端側に保護膜をコートする工
程と、 前記保護膜のうち前記コアの入射端面上にコートされた
保護膜に所定スポット径のレーザ光を照射して保護膜を
部分的に除去する工程と、 前記光ファイバの入射端側をエッチング液に浸せきして
前記コアのうち前記保護膜が除去された部分をエッチン
グ処理する工程と、 前記保護膜を剥離する工程とを含むことを特徴とする光
ファイバの加工方法。 - 【請求項７】前記所定スポット径のレーザ光により前記
コアの入射端面を部分的に除去する工程をさらに含むこ
とを特徴とする請求項６記載の光ファイバの加工方法。 - 【請求項８】前記保護膜はレジスト膜またはペイント膜
からなることを特徴とする請求項６または７記載の光フ
ァイバの加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10070696A JPH11271540A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 光ファイバおよびその加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10070696A JPH11271540A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 光ファイバおよびその加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11271540A true JPH11271540A (ja) | 1999-10-08 |
Family
ID=13439060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10070696A Pending JPH11271540A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 光ファイバおよびその加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11271540A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004061533A (ja) * | 2002-07-24 | 2004-02-26 | Univ Kansai | 光ファイバの加工方法および光ファイバ |
| JP2017003791A (ja) * | 2015-06-11 | 2017-01-05 | 株式会社島津製作所 | 合波レーザ光源 |
-
1998
- 1998-03-19 JP JP10070696A patent/JPH11271540A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004061533A (ja) * | 2002-07-24 | 2004-02-26 | Univ Kansai | 光ファイバの加工方法および光ファイバ |
| JP2017003791A (ja) * | 2015-06-11 | 2017-01-05 | 株式会社島津製作所 | 合波レーザ光源 |
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Legal Events
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| A977 | Report on retrieval |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060707 |
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| A02 | Decision of refusal |
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