JPS5831302A - 光伝送路 - Google Patents
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/032—Optical fibres with cladding with or without a coating with non solid core or cladding
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光伝送路、特に遠赤外レーザ光伝送用の光伝送
路に関するものである。
路に関するものである。
高出力炭酸ガスレーザはこれまで金属やコンクリート、
石などの切断や穴あけに利用されて来たが、近年その用
途を拡大し外科手術や皮ふ科の治療などの医学応用や微
細な加工の方面にも利用される様になって来た。しかし
同時に炭酸がスレーザ光の利用を拡げる上で、炭酸ガス
レーザ光に対する適尚な伝送路がない事が利用拡大をは
ソんでいる事が明らかになって来た。特に医学応用にお
いてはレンズとプリズムの組合せによる伝送路は形も大
きく可他性にも乏しく、シかも使いにくい事がら笑験的
な使用の域を出ず、到底実用機には使えないと言われて
いる。そのためにいろいろの手段による遠赤外レーザ光
用光伝送路が研究されているが、それらについても以下
に述べる如く問題は多い。現在研究されている遠赤外レ
ーザ元用元伝送路はＣｓＩ、ＣｓＢｒ、幻貴−５の様な
金属ハロゲン化物の単結晶又は多結晶による光ファイバ
と金□属管又は平行金属板による導波路とに大別される
〇しかし金属ハロゲン化物光ファイバはある半径以下に
曲げると！ｌ！！性質形を生じ、その限界半径が数十−
とあまり小さくなく、むしろ実用上しばしば発生する曲
がりに近いことと、ファイバ製造工程る。一方金属管を
用いた導波路は可掃、性を得るためには内径的１−以下
Ｓ度の小径のものを用いざるを得す、その場合には管の
内面を導波路として用い得る程度に平滑に仕上げる事が
特に長尺の場合には甚だ困難である。また平行金属板を
用いる導波路はビーム形状が扁平にならざるを得す集光
する上で不便であるのみならず、吐痙性が平行金属板の
対向方向しがないので非常に使いにくい欠点がある。
石などの切断や穴あけに利用されて来たが、近年その用
途を拡大し外科手術や皮ふ科の治療などの医学応用や微
細な加工の方面にも利用される様になって来た。しかし
同時に炭酸がスレーザ光の利用を拡げる上で、炭酸ガス
レーザ光に対する適尚な伝送路がない事が利用拡大をは
ソんでいる事が明らかになって来た。特に医学応用にお
いてはレンズとプリズムの組合せによる伝送路は形も大
きく可他性にも乏しく、シかも使いにくい事がら笑験的
な使用の域を出ず、到底実用機には使えないと言われて
いる。そのためにいろいろの手段による遠赤外レーザ光
用光伝送路が研究されているが、それらについても以下
に述べる如く問題は多い。現在研究されている遠赤外レ
ーザ元用元伝送路はＣｓＩ、ＣｓＢｒ、幻貴−５の様な
金属ハロゲン化物の単結晶又は多結晶による光ファイバ
と金□属管又は平行金属板による導波路とに大別される
〇しかし金属ハロゲン化物光ファイバはある半径以下に
曲げると！ｌ！！性質形を生じ、その限界半径が数十−
とあまり小さくなく、むしろ実用上しばしば発生する曲
がりに近いことと、ファイバ製造工程る。一方金属管を
用いた導波路は可掃、性を得るためには内径的１−以下
Ｓ度の小径のものを用いざるを得す、その場合には管の
内面を導波路として用い得る程度に平滑に仕上げる事が
特に長尺の場合には甚だ困難である。また平行金属板を
用いる導波路はビーム形状が扁平にならざるを得す集光
する上で不便であるのみならず、吐痙性が平行金属板の
対向方向しがないので非常に使いにくい欠点がある。
本発明の目的は以上述べた様な従来の遠赤外レーザ光用
光伝送路の欠点を改良し く１）可撓性に富み。
光伝送路の欠点を改良し く１）可撓性に富み。
（２） 伝送元ビーム断面が日対称に近く、（３）製
作が容易であり、 （４）伝送損失の低い、 遠赤外レーザ光用伝送路を提供する事にあ６０本発明に
よれば金属又は誘電体の細Ｉ７ｓを３本以上束ねその中
心部に生ずる空隙に光を通す事を特長とする遠赤外レー
ザ光用伝送路が得られるつ次に本発明の原理について図
面を用いて説明する０ 第１図は本発明による光伝送路の最も単純な構成による
ものの断面図である。但し伝送・、路の外側をおおう外
被の部品は図面が複雑になる′ので省略しである。第１
図において、 １１，１２，１３．はそれぞれ同一寸法
の円形断面を有する可透性を有する固体材料からな６？
ＩＩＢ線である。固体材料としては銅、アルミニウム、
銀、の様な金属、石英、ガラスの様な無機誘電体、ナイ
ロン、ビニール、マイラー、の様な有機材料のいずれを
も用いる事が出来る。細線ｘｔ、ｔｊ、ｘａを＠１図に
示す如く互に側面を接して束ねると、細線１１，１２．
１３の中心は一つの円周上に並び、その円周の中心部に
は第１図１Ｏで示した様な３角屋型断面の空隙が出来る
口細線１１，１２，１３の半径をｒとする時、この空隙
ｌＯの３角星型断面形状の高さは（ρ−１）ｒとなる。
作が容易であり、 （４）伝送損失の低い、 遠赤外レーザ光用伝送路を提供する事にあ６０本発明に
よれば金属又は誘電体の細Ｉ７ｓを３本以上束ねその中
心部に生ずる空隙に光を通す事を特長とする遠赤外レー
ザ光用伝送路が得られるつ次に本発明の原理について図
面を用いて説明する０ 第１図は本発明による光伝送路の最も単純な構成による
ものの断面図である。但し伝送・、路の外側をおおう外
被の部品は図面が複雑になる′ので省略しである。第１
図において、 １１，１２，１３．はそれぞれ同一寸法
の円形断面を有する可透性を有する固体材料からな６？
ＩＩＢ線である。固体材料としては銅、アルミニウム、
銀、の様な金属、石英、ガラスの様な無機誘電体、ナイ
ロン、ビニール、マイラー、の様な有機材料のいずれを
も用いる事が出来る。細線ｘｔ、ｔｊ、ｘａを＠１図に
示す如く互に側面を接して束ねると、細線１１，１２．
１３の中心は一つの円周上に並び、その円周の中心部に
は第１図１Ｏで示した様な３角屋型断面の空隙が出来る
口細線１１，１２，１３の半径をｒとする時、この空隙
ｌＯの３角星型断面形状の高さは（ρ−１）ｒとなる。
空隙１０は周囲はすべて細線１１，１２゜１３の１！！
面であるから空隙ｌＯの内側にだけ着目するとそれは＠
２図に示す如く細線１１，１２．１３と同一材料のロッ
ド２の中心部に空ＷｔＯと同一の断面形状の管孔２０が
あげられているものと等価である。所で第２図に示した
構造の中空固体ロッドは管孔２０に遠赤外光を入射せし
める事番こより光伝送路として用い得る挙は明らかであ
る力）ら、第１図に示した構造も空隙１０に遠赤外光を
入射せしめる事φこより、光伝送路として用い得る事に
。
面であるから空隙ｌＯの内側にだけ着目するとそれは＠
２図に示す如く細線１１，１２．１３と同一材料のロッ
ド２の中心部に空ＷｔＯと同一の断面形状の管孔２０が
あげられているものと等価である。所で第２図に示した
構造の中空固体ロッドは管孔２０に遠赤外光を入射せし
める事番こより光伝送路として用い得る挙は明らかであ
る力）ら、第１図に示した構造も空隙１０に遠赤外光を
入射せしめる事φこより、光伝送路として用い得る事に
。
なる。第２図に示した構造は光伝送路としては特殊な形
状と言えるが、この形状自身は光を伝送する機能上はあ
まり重要でないので第２図に示した構造の光伝送路は第
７図に示したよく知られている円形中空光伝送路と機能
的に等価鉛考える事が出来るので、結局第１図に示した
構造の光伝送路は＠７図に示した円形中空光伝送路と等
価と考え空１ｊ１１０は管孔７０と細線１１，１２．１
３はロッド７と機能的に対応させて差支えない事になる
。この機番こ光を伝搬せしｈる原理は第１図の構造も第
２図或はｌ！７図の構造も同一であるが、第１図のすな
わち本発明の構造は第２図の、従来からある考え方によ
る構造とくらべると次の機番こ多大の長所を有している
。すなわち ０）光伝送路として用いるためには空隙１０および管孔
２０の内壁表面は光の損失を最小限とするために極めて
平滑に仕上げられている必要がある。
状と言えるが、この形状自身は光を伝送する機能上はあ
まり重要でないので第２図に示した構造の光伝送路は第
７図に示したよく知られている円形中空光伝送路と機能
的に等価鉛考える事が出来るので、結局第１図に示した
構造の光伝送路は＠７図に示した円形中空光伝送路と等
価と考え空１ｊ１１０は管孔７０と細線１１，１２．１
３はロッド７と機能的に対応させて差支えない事になる
。この機番こ光を伝搬せしｈる原理は第１図の構造も第
２図或はｌ！７図の構造も同一であるが、第１図のすな
わち本発明の構造は第２図の、従来からある考え方によ
る構造とくらべると次の機番こ多大の長所を有している
。すなわち ０）光伝送路として用いるためには空隙１０および管孔
２０の内壁表面は光の損失を最小限とするために極めて
平滑に仕上げられている必要がある。
しかし第２図の構造成は第７図の構造、特番こ擾尺化し
た場合、管孔２０の内面を平滑に仕上げるのは極めて困
難である。一方、＠１図の構造においては細線１１，１
２．１３の表面を予め平滑に仕上げておいた後にそれら
を束ねればよい訳であるから平滑な円ｒｒｉをもつ光伝
送路を容易に得る事が出来る、 幹）＠２図の構造、或は第７図の構造を実際に実現しよ
うとすると用い得る材料と力ロエ方法に多くの制限が味
せられる。しかし＠１図の構造では細線１１，１２．１
３に特別の加工をほどこす必要性は少ないので、用い得
る材料としては金属無機誘電体、有機材料など各種の材
料を利用する事が出来るので、非富に広い範囲の性能と
寸法の光伝送路を実現する事が出来る、 ｅｌ 第２図、或は＠７図の構造の光伝送路は、著し
くわん曲させた場合には管孔が全屈を生じてつぶれてし
まうおそれがあるが、第１図の構造ではその様な心配は
非常先こ少ない、 に）ＩＩ！２図、戒は第７図の構造の構造物は可Ｊケ性
に乏しい事は我々が日常経験する通りであるが、第１図
の構造では、後で第６図について説明する様に極めて＾
い９捷性を得る事が出来る。
た場合、管孔２０の内面を平滑に仕上げるのは極めて困
難である。一方、＠１図の構造においては細線１１，１
２．１３の表面を予め平滑に仕上げておいた後にそれら
を束ねればよい訳であるから平滑な円ｒｒｉをもつ光伝
送路を容易に得る事が出来る、 幹）＠２図の構造、或は第７図の構造を実際に実現しよ
うとすると用い得る材料と力ロエ方法に多くの制限が味
せられる。しかし＠１図の構造では細線１１，１２．１
３に特別の加工をほどこす必要性は少ないので、用い得
る材料としては金属無機誘電体、有機材料など各種の材
料を利用する事が出来るので、非富に広い範囲の性能と
寸法の光伝送路を実現する事が出来る、 ｅｌ 第２図、或は＠７図の構造の光伝送路は、著し
くわん曲させた場合には管孔が全屈を生じてつぶれてし
まうおそれがあるが、第１図の構造ではその様な心配は
非常先こ少ない、 に）ＩＩ！２図、戒は第７図の構造の構造物は可Ｊケ性
に乏しい事は我々が日常経験する通りであるが、第１図
の構造では、後で第６図について説明する様に極めて＾
い９捷性を得る事が出来る。
この様に、第１図の構造の光伝送路は＠２図或略のもつ
欠点を大巾に改良す゛るものである事は明らかである。
欠点を大巾に改良す゛るものである事は明らかである。
臨１図に示した例では３本の細線１１，１２．１３を用
いているが、使用する細線の本数は３本に限る事はない
。＠３図には４本の細線３１，３２，３３゜３４を束ね
、中央の空隙３ｏに光を通す例を示し、＠４図には５本
の細線４１，４２，４３，４４．４５を束ね中央の空隙
４０に元を通す鍔を示しである。しかし細線の本数が多
くなると中央に空隙を残す機番こして束ねるのが困難に
なるので、細線の本数としては３本か４本が適当である
。
いているが、使用する細線の本数は３本に限る事はない
。＠３図には４本の細線３１，３２，３３゜３４を束ね
、中央の空隙３ｏに光を通す例を示し、＠４図には５本
の細線４１，４２，４３，４４．４５を束ね中央の空隙
４０に元を通す鍔を示しである。しかし細線の本数が多
くなると中央に空隙を残す機番こして束ねるのが困難に
なるので、細線の本数としては３本か４本が適当である
。
次に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第５図は本発明の最も簡単な実施例を一部を切り欠いた
図によって示したものである。５１，５２゜５３は第１
図の１１．１２．１３に対応するものであって直径２■
の銅線、銀線、アルミニウム線、金線のいずれかを用い
ている。勿論、鉄線、′ニラタル線、等の他の金属材料
の線を用いてもよいが伝送損失と可透性、表面安定性な
どの点から前記４種類１こは劣る。細線５１，５２．５
３は巻きつけテープ５４によってしっ力）つと束ね固定
されている。
図によって示したものである。５１，５２゜５３は第１
図の１１．１２．１３に対応するものであって直径２■
の銅線、銀線、アルミニウム線、金線のいずれかを用い
ている。勿論、鉄線、′ニラタル線、等の他の金属材料
の線を用いてもよいが伝送損失と可透性、表面安定性な
どの点から前記４種類１こは劣る。細線５１，５２．５
３は巻きつけテープ５４によってしっ力）つと束ね固定
されている。
巻きつけテープ５４としては粘層ビニールテープ、粘着
マイラーテープ、熱収縮性プラスチックテープ、アルミ
ニウムテープ、鉛テープ等を用いる事が出来る。巻きつ
けテープ５４の外側には、塩化ビニール、ナイロン、ゴ
ム、などにょる外被５５をかぶせる。光は細線５１，５
２．５３でかこまれた３角屋型断面形状の２［５０を伝
搬する。この様な形状の光伝送路の伝送損失を厳密に計
算する事は容易でないが、中空円形光伝送路に対する計
算例かはゾあてはまると仮定すると細線５１，５２゜５
３として直径２簡の銅線、銀線、アルミニウムｌｉ４を
用いた場合の炭酸ガスレーザ光・（波長ｌ０１６μｍ）
に対する伝送損失はそｎぞれ２．３５Ｘ１０フ勤。
マイラーテープ、熱収縮性プラスチックテープ、アルミ
ニウムテープ、鉛テープ等を用いる事が出来る。巻きつ
けテープ５４の外側には、塩化ビニール、ナイロン、ゴ
ム、などにょる外被５５をかぶせる。光は細線５１，５
２．５３でかこまれた３角屋型断面形状の２［５０を伝
搬する。この様な形状の光伝送路の伝送損失を厳密に計
算する事は容易でないが、中空円形光伝送路に対する計
算例かはゾあてはまると仮定すると細線５１，５２゜５
３として直径２簡の銅線、銀線、アルミニウムｌｉ４を
用いた場合の炭酸ガスレーザ光・（波長ｌ０１６μｍ）
に対する伝送損失はそｎぞれ２．３５Ｘ１０フ勤。
２．１ ｓ ｘ ｌＯ−、）’ｍ 、 ２．３８ Ｘ
１ ｏ７ｍとなる。
１ ｏ７ｍとなる。
＠６図は本発明のより好ましい実施例を示す図である。
細１１６１，６２，６３、巻きつけテープ６４、外被６
５はそれぞれ＠５図の細線５１，５２，５３、巻きつけ
テープ５４、外被５５と同一の物を使用する。＠５図の
例と異る点は＠６図の例では細線６１．６２．６３から
なる東全体に［よりＪを力１けであることである０こう
する事によって細線６１゜６２．６３の束がより安定に
保持され、また可攻性も増加する０ ＩＩｌ１４１５１，５２，５３，６１，６２．６３とし
ては前記の金属線の他に石英ファイバ、ガラスファイバ
、ナイロン糸、などを用いる事も出来る。
５はそれぞれ＠５図の細線５１，５２，５３、巻きつけ
テープ５４、外被５５と同一の物を使用する。＠５図の
例と異る点は＠６図の例では細線６１．６２．６３から
なる東全体に［よりＪを力１けであることである０こう
する事によって細線６１゜６２．６３の束がより安定に
保持され、また可攻性も増加する０ ＩＩｌ１４１５１，５２，５３，６１，６２．６３とし
ては前記の金属線の他に石英ファイバ、ガラスファイバ
、ナイロン糸、などを用いる事も出来る。
中空光伝送路の伝送損失は断面寸法の３乗に逆比例する
ので低損失の立場からは細線５１，５２゜５３．６１，
６２．６３の直径は太い方がよいが余り太くすると可也
性が失８れ本発明のメリットがなくなってしまうので範
囲としては２ｍｓ＋〜０．５−位と考えてよい。
ので低損失の立場からは細線５１，５２゜５３．６１，
６２．６３の直径は太い方がよいが余り太くすると可也
性が失８れ本発明のメリットがなくなってしまうので範
囲としては２ｍｓ＋〜０．５−位と考えてよい。
以上のＩｔ１２明では測線ｌｘ、１２．ｘ３，３ｘ、３
２．３ａ。
２．３ａ。
３４．４１，４２，４３，４４，４５，５１，５２，５
３，６１゜６２．６３はすべて円形断面のものを考え、
また束ねるときは同一直径のものを束ねる場合を取り上
げて来たが、本発明の実施にあたっては、これに限定さ
れＷ＜、例えば第８図に示す様に非円形断面の細線８１
．８２，８３，８４，８５．８６や第９図１こ示す様に
、直径の異６ｍ線９１，９２，９３，９４ｉ束ねても光
伝送路としては第１図、第３図、＠４図、第５図、第６
図のものと同一の効果が得られ、る。但し作り易さや町
４尭性の点からは＠８図、第９図の例はあまりメリット
は期待出来ない。
３，６１゜６２．６３はすべて円形断面のものを考え、
また束ねるときは同一直径のものを束ねる場合を取り上
げて来たが、本発明の実施にあたっては、これに限定さ
れＷ＜、例えば第８図に示す様に非円形断面の細線８１
．８２，８３，８４，８５．８６や第９図１こ示す様に
、直径の異６ｍ線９１，９２，９３，９４ｉ束ねても光
伝送路としては第１図、第３図、＠４図、第５図、第６
図のものと同一の効果が得られ、る。但し作り易さや町
４尭性の点からは＠８図、第９図の例はあまりメリット
は期待出来ない。
本発明による光伝送路を朗い゛Ｃ伝送する事が適当な光
として（ば波長１０．６μｍおよび９．６μｍの炭酸ガ
スレーザ元カＳ最も木、用価値が高−）が、その他ｉこ
も波長数μト数十μｍ帝のレーザ光であれば支障なく伝
送する事が員米るのは言うまでもｌいっ
として（ば波長１０．６μｍおよび９．６μｍの炭酸ガ
スレーザ元カＳ最も木、用価値が高−）が、その他ｉこ
も波長数μト数十μｍ帝のレーザ光であれば支障なく伝
送する事が員米るのは言うまでもｌいっ
第１区、第３図、第４図、第５図、第６図、第８図、第
９図は不発明０）光伝送路ノコ−例を示す図、＠２図、
第７図（ま本発明とｆＭ能的１こ等価な中空光伝送路の
断面図である。 第 Ｉ １％ 第 ３区、 第４ 図、 第８崗、 第
９図ｔこ８いて１１，１２，１３，３１，３２，３３
，３４，４１，４２゜４３．４４，４５，８１，８２，
８３，８４，８５，８６，９１゜９２．９３．９４＋！
金属、無機誘電体、有機材料のいずれかからなるｍ１ｉ
ｉ、第１凶、第３図、第４図、ｗＪ５図で１０．３０，
４０，５０１！光が伝搬すルを一１第５図、第６図で５
１．５２．５３，６１，６２．６３は金属、無１ａｔｌ
ｊＫ体、有機材料のいずれかからなる１ｉＢｉｉ、５４
．６４は巻きつけテープ、５５．６５は外蓋である。 第１因 ６ ｖ５７叫 第３図 第４困 箋 ζ？ 第 る Ｌ 第７記 〃 革 ３ 口
９図は不発明０）光伝送路ノコ−例を示す図、＠２図、
第７図（ま本発明とｆＭ能的１こ等価な中空光伝送路の
断面図である。 第 Ｉ １％ 第 ３区、 第４ 図、 第８崗、 第
９図ｔこ８いて１１，１２，１３，３１，３２，３３
，３４，４１，４２゜４３．４４，４５，８１，８２，
８３，８４，８５，８６，９１゜９２．９３．９４＋！
金属、無機誘電体、有機材料のいずれかからなるｍ１ｉ
ｉ、第１凶、第３図、第４図、ｗＪ５図で１０．３０，
４０，５０１！光が伝搬すルを一１第５図、第６図で５
１．５２．５３，６１，６２．６３は金属、無１ａｔｌ
ｊＫ体、有機材料のいずれかからなる１ｉＢｉｉ、５４
．６４は巻きつけテープ、５５．６５は外蓋である。 第１因 ６ ｖ５７叫 第３図 第４困 箋 ζ？ 第 る Ｌ 第７記 〃 革 ３ 口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、可焼性をもつ固体材料からなる細線を複数本、束ね
、前記細線によって囲まれる空隙に光を伝搬せしめる事
を特徴とする光伝送路。 ２、固体材料として金属を用いた特許請求の範囲ｌに記
載の光伝送路。 １ 固体材料として無機誘電体を用いた４許請求の範囲
１に記載の光伝送路っ ４、固体材料として有機材料を用いた特許請求の範囲ｌ
に記載の光伝送路。 ５、可焼性をもつ固体材料からなる細線を複数本「より
」をもたせて束ねた特許請求の範囲１に記載の光伝送路
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56129690A JPS5831302A (ja) | 1981-08-19 | 1981-08-19 | 光伝送路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56129690A JPS5831302A (ja) | 1981-08-19 | 1981-08-19 | 光伝送路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5831302A true JPS5831302A (ja) | 1983-02-24 |
Family
ID=15015774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56129690A Pending JPS5831302A (ja) | 1981-08-19 | 1981-08-19 | 光伝送路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5831302A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4984869A (en) * | 1988-09-09 | 1991-01-15 | Satcables (Societe En Nom Collectif) | Optical fibre cable and method of making same |
-
1981
- 1981-08-19 JP JP56129690A patent/JPS5831302A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4984869A (en) * | 1988-09-09 | 1991-01-15 | Satcables (Societe En Nom Collectif) | Optical fibre cable and method of making same |
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