JP2008275997A

JP2008275997A - Light guide member

Info

Publication number: JP2008275997A
Application number: JP2007120836A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Shimozu; 臣一下津
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2007-05-01
Filing date: 2007-05-01
Publication date: 2008-11-13
Also published as: CN101299087A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress output variation even when a light guide member having an optical fiber fixed to a holding member with an adhesive is connected to another optical member such as an optical fiber to perform optical transmission. <P>SOLUTION: Four optical fibers 30 of an integrating function fiber bundle part 3 are arrayed in a desired pattern in a ferrule 30a and fixed with an adhesive 33. A recess formed by removing the adhesive 33 by a predetermined distance (d) from a light projection end 32 to the inner side. While the light projection end 32 of the integrating function fiber bundle part 3 and a light incident end 41 of a uniform function fiber part 4 are brought into contact with each other, an air gap 35 is formed at the contact part. Thus, the air gap 35 is provided and then return light from an optical fiber 40 spreads to exit to the outside, so the adhesive 33 is prevented from deteriorating. Consequently, a scattering due to deterioration of the adhesive can be prevented to prevent output variation of laser light from becoming large. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光導波部材に係り、特に、他の光ファイバ等の他の光学部材と突き合わせて接続して光を伝播する光導波部材に関する。 The present invention relates to an optical waveguide member, and more particularly, to an optical waveguide member that propagates light by being connected to another optical member such as another optical fiber.

光ファイバと他の光ファイバ等の光学部材とを接続して高出力のレーザ光を伝送すると、高出力であるために光ファイバと他の光ファイバ等の光学部材との接続部分が高温になる。このため、これらを接続するための光コネクタや光ファイバが破損する虞があり、これを防ぐため種々の技術が提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。 When an optical fiber and an optical member such as another optical fiber are connected to transmit high-power laser light, the connection portion between the optical fiber and the optical member such as another optical fiber becomes high temperature because of high output. . For this reason, there exists a possibility that the optical connector and optical fiber for connecting these may be damaged, and various techniques are proposed in order to prevent this (for example, refer patent documents 1-3).

また、レーザ光を高密度に集積させ、かつ均一な光を出射させるために、複数の光ファイバを複数本束ねたファイババンドルが従来から提案されている（例えば特許文献４参照）。
特開２００３−１０７２８０号公報特開２００５−１７７０２号公報特開２００２−２０２４３５号公報特開２００４−３７７２０号公報 Also, a fiber bundle in which a plurality of optical fibers are bundled has been proposed in order to integrate laser light with high density and emit uniform light (see, for example, Patent Document 4).
JP 2003-107280 A Japanese Patent Laid-Open No. 2005-17702 JP 2002-202435 A JP 2004-37720 A

上記のファイババンドルは、複数本の光ファイバをフェルール内に配置して接着剤によって固定するのが一般的であるが、このようなファイババンドルと他の光ファイバ等の光学部材を当接させて接続して高出力のレーザ光をファイババンドルから他の光ファイバ等の光学部材へ伝送させた場合、高出力であるために他の光ファイバ等の光学部材からの戻り光のパワーも大きくなる。このため、戻り光によって接着剤が劣化して飛散したりすることにより接続部分が汚染され、その結果レーザ光の出力変動が大きくなる、という問題があった。 In the above fiber bundle, a plurality of optical fibers are generally arranged in a ferrule and fixed with an adhesive. However, such a fiber bundle is brought into contact with an optical member such as another optical fiber. When the high-power laser beam is connected and transmitted from the fiber bundle to an optical member such as another optical fiber, the power of the return light from the optical member such as another optical fiber increases because of the high output. For this reason, there has been a problem that the connection portion is contaminated by the adhesive being deteriorated and scattered by the return light, and as a result, the output fluctuation of the laser light becomes large.

本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、光ファイバが接着剤で保持部材に固定された光導波部材と他の光ファイバ等の光学部材とを接続して光伝送を行う場合でも出力変動を抑制することができる光導波部材を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above facts, and even when optical transmission is performed by connecting an optical waveguide member in which an optical fiber is fixed to a holding member with an adhesive and an optical member such as another optical fiber. An object of the present invention is to provide an optical waveguide member capable of suppressing output fluctuation.

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、他の光学部材と対向して配置されると共に、光ファイバと当該光ファイバを保持する保持部材とが接着剤により固定されており、かつ前記他の光学部材と対向する側の端面から所定距離分前記接着剤が除去されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is arranged opposite to another optical member, and the optical fiber and the holding member for holding the optical fiber are fixed by an adhesive, and The adhesive is removed by a predetermined distance from an end surface facing the other optical member.

光導波部材は、光ファイバと当該光ファイバを保持する保持部材とが接着剤により固定された構成であり、他の光学部材と対向して配置される。例えば、光導波部材と他の光学部材とは、オプティカルコンタクトにより接続される。 The optical waveguide member has a configuration in which an optical fiber and a holding member that holds the optical fiber are fixed by an adhesive, and is disposed to face other optical members. For example, the optical waveguide member and the other optical member are connected by optical contact.

そして、光導波部材は、他の光学部材と対向する側の端面から所定距離分接着剤が除去されている。この所定距離は、他の光学部材からの戻り光により接着剤が劣化してレーザ光の出力変動が許容値を超えるのを防ぐことができる距離に設定される。 In the optical waveguide member, the adhesive is removed by a predetermined distance from the end surface facing the other optical member. This predetermined distance is set to a distance that can prevent the adhesive from deteriorating due to the return light from the other optical member and the output fluctuation of the laser light from exceeding an allowable value.

このように接着剤を所定距離分除去した構成とすることにより、他の光学部材からの戻り光により接着剤が劣化してレーザ光の出力変動が大きくなるのを防ぐことができる。 By adopting a configuration in which the adhesive is removed by a predetermined distance in this way, it is possible to prevent the adhesive from deteriorating due to the return light from the other optical members and increasing the output fluctuation of the laser light.

なお、請求項２に記載したように、複数の前記光ファイバが前記保持部材に固定されている構成とすることができる。 In addition, as described in Claim 2, it can be set as the structure by which the said some optical fiber is being fixed to the said holding member.

また、請求項３に記載したように、前記保持部材がフェルールであると共に前記他の光学部材が光ファイバであり、当該光ファイバのコア径が、前記複数の光ファイバを含む円の直径以上である構成とすることができる。 In addition, as described in claim 3, the holding member is a ferrule and the other optical member is an optical fiber, and the core diameter of the optical fiber is equal to or larger than the diameter of a circle including the plurality of optical fibers. There can be a certain configuration.

また、請求項４に記載したように、前記所定距離が３０μｍ以上であることが好ましい。これにより、効果的にレーザ光の出力変動を抑制することができる。 Further, as described in claim 4, it is preferable that the predetermined distance is 30 μm or more. Thereby, the output fluctuation | variation of a laser beam can be suppressed effectively.

また、請求項５に記載したように、前記所定波長が短波長領域の波長である場合、例えば請求項６に記載したように、前記所定波長が４５０［ｎｍ］以下である場合に本発明を適用すると効果が顕著である。 Further, as described in claim 5, when the predetermined wavelength is a wavelength in a short wavelength region, for example, as described in claim 6, the present invention is applied when the predetermined wavelength is 450 [nm] or less. When applied, the effect is remarkable.

また、請求項７に記載したように、前記光ファイバは、マルチモード光ファイバである構成とすることができる。 According to a seventh aspect of the present invention, the optical fiber may be a multimode optical fiber.

また、請求項８に記載したように、前記他の光学部材と対向する側の端面に保護媒体が設けられた構成としてもよい。これにより、他の光学部材との当接部分の接着を抑止することができる。 Further, as described in claim 8, a configuration may be adopted in which a protective medium is provided on an end surface facing the other optical member. Thereby, adhesion | attachment of the contact part with another optical member can be suppressed.

この場合、請求項９に記載したように、前記保護媒体は、ＹＦ_３、ＬｉＦ、ＭｇＦ_２、ＮａＦ、ＬａＦ_３、ＢａＦ_２、ＣａＦ_２、及びＡｌＦ_３の何れかであることが好ましい。 In this case, as described in claim 9, the protective medium is preferably any one of YF ₃ , LiF, MgF ₂ , NaF, LaF ₃ , BaF ₂ , CaF ₂ , and AlF ₃ .

本発明によれば、光ファイバが接着剤で保持部材に固定された光導波部材と他の光ファイバ等の光学部材とを接続して光伝送を行う場合でも出力変動を抑制することができる、という効果を有する。 According to the present invention, output fluctuations can be suppressed even when optical transmission is performed by connecting an optical waveguide member in which an optical fiber is fixed to a holding member with an adhesive and an optical member such as another optical fiber. It has the effect.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態では、複数の光ファイバを束ねたファイババンドルと他の光ファイバとを接続してファイババンドルに入射された光を他の光ファイバに出力する光源装置について説明する。 In this embodiment, a light source device that connects a fiber bundle in which a plurality of optical fibers are bundled with another optical fiber and outputs light incident on the fiber bundle to the other optical fiber will be described.

「ファイババンドル、光源装置」
図１は、本実施形態の光源装置及びファイババンドルの構成を示す概略断面図である。図１は、１２本の光ファイバを集積させたファイババンドルを例に示したものであり、図１において各部の縮尺は視認しやすくするために適宜変えて表示してある。 "Fiber bundle, light source device"
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing configurations of a light source device and a fiber bundle according to the present embodiment. FIG. 1 shows an example of a fiber bundle in which twelve optical fibers are integrated. In FIG. 1, the scale of each part is appropriately changed and displayed for easy visual recognition.

図１に示されるように、本実施形態の光源装置２は、ファイババンドル１と、複数の光源２０と、複数の光源２０からの出射された入射光Ｌ１を、ファイババンドル１の集積機能ファイババンドル部３の複数の光ファイバ３０の各光入射端３１に入射させる光入射手段２１とを備えたものであり、複数の光源２０からの入射光Ｌ１をファイババンドル１により集積させて出射させるものである。 As shown in FIG. 1, the light source device 2 of this embodiment includes a fiber bundle 1, a plurality of light sources 20, and incident light L <b> 1 emitted from the plurality of light sources 20. Light incident means 21 for making each light incident end 31 of the plurality of optical fibers 30 of the section 3 incident, and the incident light L1 from the plurality of light sources 20 is accumulated by the fiber bundle 1 and emitted. is there.

本実施形態において光入射手段２１は、単芯ＳＣコネクタであり、光源２０の数と同数がコネクタボックス２２に設置されている。コネクタボックス２２内には、ファイババンドル１が光出射端６２側の一部を除いて収容されており、各ＳＣコネクタにファイババンドル１の集積機能ファイババンドル部３を構成する複数の光ファイバ３０の光入射端３１が接続されている。 In the present embodiment, the light incident means 21 is a single-core SC connector, and the same number as the number of the light sources 20 is installed in the connector box 22. In the connector box 22, the fiber bundle 1 is accommodated except for a part on the light emitting end 62 side, and a plurality of optical fibers 30 constituting the integrated functional fiber bundle portion 3 of the fiber bundle 1 are accommodated in each SC connector. The light incident end 31 is connected.

コネクタボックス２２の光出射口２３からは、保護チューブ６０に覆われたファイババンドル１の第２のファイババンドル部６の光出射端６２側の一部が出ており、光出射端６２にはＦＣフェルール６３が装着されている。 From the light exit port 23 of the connector box 22, a part of the second fiber bundle portion 6 of the fiber bundle 1 covered with the protective tube 60 is exposed on the light exit end 62 side. A ferrule 63 is attached.

ファイババンドル１は、複数の光ファイバ３０に個別に入射させた複数の入射光Ｌ１を集積させて出射させるように複数の光ファイバ３０が光出射端３２側で配列されて束ねられた集積機能ファイババンドル部３と、集積機能ファイババンドル部３からの出射光を均一化させて出射させる光ファイバ４０を備えた均一機能ファイバ部４とを有する第1のファイババンドル部５と、複数の第１のファイババンドル部５からの出射光を集積させて出射させるように複数の第１のファイババンドル部５の均一機能ファイバ部４が光出射端４２側で配列されて束ねられた第２のファイババンドル部６を備えたものである。 The fiber bundle 1 is an integrated functional fiber in which a plurality of optical fibers 30 are arranged and bundled on the light emitting end 32 side so that a plurality of incident lights L1 individually incident on the plurality of optical fibers 30 are accumulated and emitted. A first fiber bundle unit 5 having a bundle unit 3 and a uniform functional fiber unit 4 including an optical fiber 40 for uniformizing and emitting light emitted from the integrated functional fiber bundle unit 3; and a plurality of first fiber bundle units 5 The second fiber bundle part in which the uniform functional fiber parts 4 of the plurality of first fiber bundle parts 5 are arranged and bundled on the light emission end 42 side so that the emitted light from the fiber bundle part 5 is integrated and emitted. 6 is provided.

集積機能ファイババンドル部３及び第２のファイババンドル部６における複数の光ファイバ３０及び均一機能ファイバ部４のバンドルは、光ファイバを所望のパターンで配列させた後に接着剤で固定して作製される。接着剤としては、使用する光源に合わせた耐熱温度を有するものが好ましい。要求される耐熱温度が３００℃を超える場合は無機系の耐熱接着剤が用いられる。 The bundle of the plurality of optical fibers 30 and the uniform functional fiber portion 4 in the integrated functional fiber bundle portion 3 and the second fiber bundle portion 6 is produced by arranging optical fibers in a desired pattern and then fixing with an adhesive. . As the adhesive, an adhesive having a heat resistant temperature matched to the light source to be used is preferable. When the required heat-resistant temperature exceeds 300 ° C., an inorganic heat-resistant adhesive is used.

集積機能ファイババンドル部３の光出射端３２と均一機能ファイバ部４の光入射端４１とは、それぞれフェルール３０ａ、４０ａ（図１では図示略）に挿入されて、スリーブ５０（保持部材）内において保護媒体５１を介してオプティカルコンタクトにより当接されている。従って、集積機能ファイババンドル部３と均一機能ファイバ部４とは着脱可能である。当接部における接圧は、４．９Ｎ〜１１．８Ｎ程度が好ましい。 The light emitting end 32 of the integrated functional fiber bundle portion 3 and the light incident end 41 of the uniform functional fiber portion 4 are inserted into ferrules 30a and 40a (not shown in FIG. 1), respectively, and in the sleeve 50 (holding member). The contact is made by optical contact through the protective medium 51. Therefore, the integrated functional fiber bundle part 3 and the uniform functional fiber part 4 are detachable. The contact pressure at the contact portion is preferably about 4.9N to 11.8N.

フェルール３０ａ及び４０ａに挿入された両端面は研磨加工されており、その端面形状は、接続損失が少なくなる形状であれば特に制限されず、半球面状や平面状等が挙げられる。フェルール３０ａ及び４０ａとしてＳＣフェルールを使用する場合は、スリーブ５０としてＳＣコネクタを使用することができる。 Both end surfaces inserted into the ferrules 30a and 40a are polished, and the shape of the end surfaces is not particularly limited as long as the connection loss is reduced, and examples thereof include a hemispherical shape and a planar shape. When an SC ferrule is used as the ferrules 30a and 40a, an SC connector can be used as the sleeve 50.

図２（Ａ）は、図１の集積機能ファイババンドル部３の光出射端３２、均一機能ファイバ部４の光入射端４１の拡大断面図、同図（Ｂ）は図１の集積機能ファイババンドル部３の光出射端３２と均一機能ファイバ部４の光入射端４１とが当接された状態の拡大断面図、図３は図１の集積機能ファイババンドル部３の光出端面３２ａと均一機能ファイバ部４の光入射端面４１ａの概略図である。 2A is an enlarged cross-sectional view of the light emitting end 32 of the integrated functional fiber bundle portion 3 of FIG. 1 and the light incident end 41 of the uniform functional fiber portion 4, and FIG. 2B is the integrated functional fiber bundle of FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a state in which the light emitting end 32 of the unit 3 and the light incident end 41 of the uniform function fiber unit 4 are in contact with each other. FIG. 3 is a schematic view of a light incident end surface 41a of a fiber part 4. FIG.

集積機能ファイババンドル部３の複数（本実施形態では４本）の光ファイバ３０は、図２、図３に示すように、フェルール３０ａ内に光ファイバ３０を所望のパターンで配列させた後に接着剤３３で固定して作製される。接着剤としては、使用する光源に合わせた耐熱温度を有するものが好ましいが、短波長（例えば４５０ｎｍ以下）の高出力レーザを光源として用いた場合、均一機能ファイバ部４の光ファイバ４０からの戻り光によって集積機能ファイババンドル部３の光出射端３２付近の接着剤３３を劣化させる。これにより、接着剤３３が飛散したりすることにより接続部分が汚染され、その結果レーザ光の出力変動が大きくなる場合がある。 A plurality of (four in this embodiment) optical fibers 30 of the integrated functional fiber bundle portion 3 are adhesives after the optical fibers 30 are arranged in a desired pattern in a ferrule 30a as shown in FIGS. 33 and fixed. The adhesive preferably has a heat resistant temperature that matches the light source to be used. However, when a high-power laser with a short wavelength (for example, 450 nm or less) is used as the light source, the return from the optical fiber 40 of the uniform function fiber portion 4 is achieved. The adhesive 33 near the light emitting end 32 of the integrated function fiber bundle portion 3 is deteriorated by light. As a result, the connection portion is contaminated by the scattering of the adhesive 33, and as a result, the output fluctuation of the laser light may increase.

そこで、本実施形態では、図２（Ａ）に示すように、光出射端３２から内部へ向けて所定距離ｄだけ接着剤３３が除去され、凹部が形成されている。これにより、図２（Ｂ）に示すように、集積機能ファイババンドル部３の光出射端３２と均一機能ファイバ部４の光入射端４１とが当接された状態においては、当接部分にエアギャップ３５が形成される。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 2A, the adhesive 33 is removed by a predetermined distance d from the light emitting end 32 toward the inside, and a recess is formed. As a result, as shown in FIG. 2B, in the state where the light emitting end 32 of the integrated functional fiber bundle portion 3 and the light incident end 41 of the uniform functional fiber portion 4 are in contact with each other, air is applied to the contact portion. A gap 35 is formed.

このように、エアギャップ３５が設けられているため、光ファイバ４０からの戻り光が拡がって外部へ逃げるようになり、接着剤３３の劣化を防ぐことができる。このため、接着剤の劣化による飛散を防ぐことができ、その結果レーザ光の出力変動が大きくなるのを防ぐことができる。 Thus, since the air gap 35 is provided, the return light from the optical fiber 40 spreads and escapes to the outside, and the adhesive 33 can be prevented from deteriorating. For this reason, scattering due to deterioration of the adhesive can be prevented, and as a result, the output fluctuation of the laser beam can be prevented from increasing.

戻り光の強度は、所定距離ｄの二乗に反比例する。従って、所定距離ｄを大きくするほど戻り光による接着剤３３の劣化を防ぐことができるが、所定距離ｄを大きくし過ぎるとフェルール３０ａと光ファイバ３０とが固定されない領域が大きくなってしまう。従って、所定距離ｄは、光ファイバ４０からの戻り光によって接着剤３３が劣化してレーザ光の出力変動が許容値を越えるのを防ぐことができる程度の距離に設定されればよい。 The intensity of the return light is inversely proportional to the square of the predetermined distance d. Therefore, as the predetermined distance d is increased, the deterioration of the adhesive 33 due to the return light can be prevented. However, if the predetermined distance d is excessively increased, a region where the ferrule 30a and the optical fiber 30 are not fixed increases. Therefore, the predetermined distance d may be set to a distance that can prevent the adhesive 33 from being deteriorated by the return light from the optical fiber 40 and the output fluctuation of the laser light from exceeding an allowable value.

次に、接着剤３３の除去方法の一例について説明する。 Next, an example of a method for removing the adhesive 33 will be described.

まず、光ファイバ３０の光出射端３２側に向けて、接着剤３３が溶けない程度の出力（例えば１０ｍＷ）のレーザ光を照射する。これを所定時間（例えば１００時間）継続して接着剤３３を徐々に劣化させる。 First, laser light with an output (for example, 10 mW) that does not melt the adhesive 33 is irradiated toward the light emitting end 32 side of the optical fiber 30. This is continued for a predetermined time (for example, 100 hours), and the adhesive 33 is gradually deteriorated.

そして、有機溶剤（例えばアセトン）により劣化した部分の接着剤３３を取り除く。本発明者は、コア径が６０μｍ、クラッドを含んだ外径が８０μｍの光ファイバをフェルール内に４本配置して接着剤で固定したファイババンドルに対して上記の方法により接着剤を除去する場合のレーザ光の照射時間と接着剤の除去量（所定距離ｄ）との関係を求めた所、以下のような結果となった。 Then, the portion of the adhesive 33 deteriorated by the organic solvent (for example, acetone) is removed. The present inventor removes the adhesive by the above method with respect to a fiber bundle in which four optical fibers having a core diameter of 60 μm and an outer diameter including a clad of 80 μm are arranged in a ferrule and fixed with an adhesive. When the relationship between the laser beam irradiation time and the amount of adhesive removed (predetermined distance d) was determined, the following results were obtained.

このように、レーザ光の照射時間を長くすると接着剤の除去量も増加する。すなわち、レーザ光の照射時間を制御することで接着剤の除去量を制御することができる。

As described above, when the irradiation time of the laser light is lengthened, the amount of adhesive removed increases. That is, the removal amount of the adhesive can be controlled by controlling the irradiation time of the laser beam.

なお、接着剤の除去は、有機溶剤を用いて除去する場合に限らず、ＵＶオゾンやプラズマによるクリーニング等の方法を用いても良い。また、光ファイバの光出射端面付近を局所的に加熱することができるのであれば、レーザ光に限らず赤外線等を照射して接着剤を劣化させるようにしてもよい。 The removal of the adhesive is not limited to removal using an organic solvent, and a method such as cleaning with UV ozone or plasma may be used. Further, as long as the vicinity of the light emitting end face of the optical fiber can be locally heated, the adhesive may be deteriorated by irradiating not only laser light but also infrared rays or the like.

なお、光ファイバ３０の出射端にレーザ光を直接照射するのではなく、光ファイバ４０を接続した状態で、例えば図１に示すようにファイババンドル１が構成されている状態でレーザ光をファイババンドル１に入射させて大気中に放射させ、その時の光ファイバ４０からの戻り光によって接着剤３３を劣化させるようにしてもよい。接着剤は、数１０ｍＷ程度のレーザ光を直接照射することで除去することができるため、例えば入射光に対する戻り光の割合が４％程度だとすると、１ｍＷ程度のレーザ光をファイババンドル１に入射して大気中に放射させれば、戻り光のパワーは４０ｍＷ程度となる。従って、この戻り光を用いて接着剤を劣化させることが十分可能となる。 It is to be noted that the laser beam is not directly irradiated to the emission end of the optical fiber 30, but the laser beam is applied in a state where the optical fiber 40 is connected, for example, in a state where the fiber bundle 1 is configured as shown in FIG. The adhesive 33 may be made to enter 1 and radiate into the atmosphere, and the adhesive 33 may be deteriorated by the return light from the optical fiber 40 at that time. The adhesive can be removed by directly irradiating a laser beam of about several tens of mW. For example, assuming that the ratio of the return light to the incident light is about 4%, the laser beam of about 1 mW is incident on the fiber bundle 1. When radiated into the atmosphere, the power of the return light is about 40 mW. Therefore, it is possible to sufficiently deteriorate the adhesive using this return light.

図３に示されるように、均一機能ファイバ部４の光ファイバ４０は、少なくとも光入射端面４１ａにおいて、集積機能ファイババンドル部３の光出端面３２ａにおける複数の光出射領域３２ｒを含む円の直径と同等以上の大きさのコア部４１ｒを有するものである。かかる構成とすることにより、均一機能ファイバ部４は、集積機能ファイババンドル部３からの出射光すべてを受光して、損失無く均一化させて出射させることができる。 As shown in FIG. 3, the optical fiber 40 of the uniform function fiber portion 4 has a diameter of a circle including a plurality of light exit regions 32r on the light exit end surface 32a of the integrated function fiber bundle portion 3 at least on the light incident end surface 41a. It has the core part 41r of the magnitude | size more than equivalent. By adopting such a configuration, the uniform function fiber unit 4 can receive all of the emitted light from the integrated function fiber bundle unit 3 and make it uniform and emit without loss.

複数の光ファイバ３０の材料系は特に制限なく、ＳｉＯ_２や石英を主成分とするガラス系光ファイバ等が挙げられ、入射光Ｌ１の波長によって好適な材料を選択することができる。光ファイバの種類は特に制限されないが、光源等への利用を考えた場合は、マルチモード光ファイバが好ましい。 The material system of the plurality of optical fibers 30 is not particularly limited, and examples thereof include glass-based optical fibers mainly composed of SiO ₂ or quartz, and a suitable material can be selected depending on the wavelength of the incident light L1. The type of optical fiber is not particularly limited, but a multimode optical fiber is preferred when considering use for a light source or the like.

複数の光ファイバ３０は、集積機能ファイババンドル部３を構成するものであるので、より高密度に集積可能となるように、そのファイバ径はより細径であることが好ましい。しかしながら、光ファイバは細径化すればするほど、取り扱い性が困難となり、ファイバ長もその取り扱いの困難性、生産上の歩留まりの点からも短くせざるを得なくなる等、設計自由度が制限されてしまう。また、非常に細径な光ファイバを高密度に集積させたファイババンドルはケーブル化処理が非常に難しい。従って、できるだけ径の太い光ファイバにより集積構造を形成できることが好ましい。 Since the plurality of optical fibers 30 constitute the integrated functional fiber bundle unit 3, the fiber diameter is preferably smaller so that the fibers can be integrated with higher density. However, the thinner the optical fiber, the more difficult it becomes to handle, and the degree of freedom in design is limited, such as the length of the fiber being difficult to handle and the production yield. End up. In addition, a fiber bundle in which very small diameter optical fibers are integrated at high density is very difficult to cable. Therefore, it is preferable that the integrated structure can be formed by an optical fiber having a diameter as large as possible.

本実施形態のファイババンドル１は、集積機能ファイババンドル部３からの出射光を均一化して出射させる均一機能ファイバ部４を更に束ねて集積させる２段集積構造としている。従って、要求される光量が決まっている場合、このような２段集積構造は、通常の単一集積構造のものに比して一度に集積させる光ファイバの数が少なくてよいことになる。つまり、単一集積構造のものに比して大口径の光ファイバにより集積機能ファイババンドル部３を形成することが可能である。例えば、単一集積構造の場合において、外径が５０μｍ程度の光ファイバを集積させる場合、図１に示される構成では外径８０μｍ程度にすることが可能である。この程度のファイバ径を有していれば、ファイバ長も取り扱い性の容易な５０ｃｍ〜１ｍ程度とすることができる。 The fiber bundle 1 of the present embodiment has a two-stage integrated structure in which uniform function fiber parts 4 that uniformize and emit light emitted from the integrated function fiber bundle part 3 are further bundled and integrated. Therefore, when the required amount of light is determined, such a two-stage integrated structure requires fewer optical fibers to be integrated at a time than an ordinary single integrated structure. That is, it is possible to form the integrated functional fiber bundle portion 3 with an optical fiber having a larger diameter than that of a single integrated structure. For example, in the case of a single integrated structure, when optical fibers having an outer diameter of about 50 μm are integrated, the configuration shown in FIG. 1 can have an outer diameter of about 80 μm. If it has such a fiber diameter, the fiber length can be set to about 50 cm to 1 m, which is easy to handle.

また、集積させる光ファイバの本数が多い場合、例えば２０本を超えるような場合は、取り扱い性が容易でないため、ファイバを束ねる際に用いる接着剤の量にむらが生じやすく、この接着むらによりファイババンドルの光出射端面を研磨する際に影響を及ぼして研磨状態を不安定にする可能性がある。上記したように、ファイババンドル１は、集積機能ファイババンドル部３で集積させる光ファイバの数を少なくすることができるので、接着むらを生じにくくすることもできる。更に、集積度の高密度化の要求に対しても、後記するような集積機能ファイババンドル部を多段構造とすることにより、一つの集積本数を取り扱い性の容易な本数に維持したまま集積度を高くすることが可能である。 In addition, when the number of optical fibers to be integrated is large, for example, when it exceeds 20, for example, the handleability is not easy, and unevenness in the amount of the adhesive used when the fibers are bundled easily occurs. When polishing the light exit end face of the bundle, there is a possibility that the polishing state will be unstable. As described above, the fiber bundle 1 can reduce the number of optical fibers to be integrated in the integrated functional fiber bundle portion 3, and therefore can prevent adhesion unevenness. Furthermore, to meet the demand for higher integration density, the integration function fiber bundle part as described later has a multi-stage structure, so that the integration degree can be maintained while maintaining the number of integrations that are easy to handle. It can be increased.

集積機能ファイババンドル部３において、複数の光ファイバ３０の配列パターンは特に制限ないが、図４（ａ）及び（ｂ）に示されるような同心円状（２次元状）に密接させて束ねた配列とすると細経の光ファイバを束ねやすく好ましい。最終的な出射パターンは、第２のファイババンドル部６の光出射端６２における均一機能ファイバ部４の配列パターンによって決まるので、ファイババンドル１においては、集積させやすい同心円状の配列で束ねることが可能である。 In the integrated functional fiber bundle section 3, the arrangement pattern of the plurality of optical fibers 30 is not particularly limited, but is an arrangement in which the optical fibers 30 are bundled closely in a concentric shape (two-dimensional shape) as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). This is preferable because it is easy to bundle meridian optical fibers. Since the final emission pattern is determined by the arrangement pattern of the uniform function fiber portions 4 at the light emission end 62 of the second fiber bundle portion 6, the fiber bundle 1 can be bundled in a concentric arrangement that is easy to integrate. It is.

均一機能ファイバ部４は、１本のマルチモード光ファイバ４０からなり、その材料系は特に制限されないが、複数の光ファイバ３０が束ねられた集積機能ファイババンドル部３からの出射光を均一化させて出射させるものであるので、複数の光ファイバ３０と同一の材料系の光ファイバであることが好ましい。 The uniform functional fiber unit 4 is composed of a single multimode optical fiber 40, and the material system thereof is not particularly limited, but the light emitted from the integrated functional fiber bundle unit 3 in which a plurality of optical fibers 30 are bundled is made uniform. Therefore, it is preferable that the optical fiber is made of the same material system as the plurality of optical fibers 30.

上記したように、集積機能ファイババンドル部３は細経ファイバを集積させたものであるので、高密度に集積させた場合は取り扱い性の困難性からファイバ長をあまり長くすることができない。均一機能ファイバ部４は、複数の光からなる集積機能ファイババンドル部３からの出射光を、マルチモードファイバからなる光ファイバ４０を導光中に生じる光の干渉やモード間の相互作用等により均一化させて出射させるものであるので、光ファイバ４０の長さは長い方が好ましい。したがって、均一機能ファイバ部によりファイババンドル全体の長さを調整することができる。導光中の光損失を考慮すると、光ファイバ４０の長さは１０ｃｍ以上５ｍ以下であることが好ましく、１ｍ以上５ｍ以下であることがより好ましい。 As described above, since the integrated functional fiber bundle unit 3 is an assembly of meridian fibers, when integrated at a high density, the fiber length cannot be made too long due to difficulty in handling. The uniform-function fiber unit 4 makes uniform the light emitted from the integrated function fiber bundle unit 3 composed of a plurality of lights due to light interference generated during light guiding through the optical fiber 40 composed of multimode fibers, interaction between modes, and the like. Therefore, the length of the optical fiber 40 is preferably long. Therefore, the entire length of the fiber bundle can be adjusted by the uniform function fiber portion. In consideration of light loss during light guide, the length of the optical fiber 40 is preferably 10 cm or more and 5 m or less, and more preferably 1 m or more and 5 m or less.

均一機能ファイバ部４からの出射光は、ニアフィールドパターンによりその強度分布を測定しても、均一性の高いものとなる。従って、第１のファイババンドル部５のみの構成としても、出射光の均一性の高いファイババンドルを提供することができる。 Even if the intensity distribution of the emitted light from the uniform functional fiber portion 4 is measured by the near field pattern, the uniformity is high. Therefore, even when only the first fiber bundle portion 5 is configured, it is possible to provide a fiber bundle with high uniformity of emitted light.

ファイババンドル１の光出射端は、第２のファイババンドル部６の光出射端６２である。従って、ファイババンドル１からの出射光Ｌ２の出射パターンは、光出射端６２における均一機能ファイバ部４の光ファイバ４０の配列により変化させることができる。図５（ａ）〜（ｄ）に光ファイバ４０の配列パターンの例を示す。 The light exit end of the fiber bundle 1 is the light exit end 62 of the second fiber bundle portion 6. Therefore, the emission pattern of the outgoing light L2 from the fiber bundle 1 can be changed by the arrangement of the optical fibers 40 of the uniform function fiber portion 4 at the light outgoing end 62. 5A to 5D show examples of arrangement patterns of the optical fibers 40. FIG.

例えば、長四角のミラー全体を照射する光源として使用するような場合は、図５（ａ）又は（ｂ）のように１次元状に密接させた配列パターンで光ファイバ４０を配列すればよい。図５（ａ）又は（ｂ）に示されるパターンを細径ファイバのみで集積させようとした場合は、その取り扱い性の難しさから、無効エリアの多い出射パターンとなりやすく、その結果均一性の悪い光源となりやすい。上記したように、本実施形態のファイババンドル１は、集積機能ファイババンドル部３においては、集積させやすい同心円状の配列とし、取り扱い性の容易な口径の大きい均一機能ファイバ部４の光ファイバ４０を所望の配列にして束ねることにより出射パターンを形成することができるので、製造が簡易であり、かつ、均一性の良好な光を出射させることができる。 For example, when used as a light source for irradiating the entire long square mirror, the optical fibers 40 may be arranged in a one-dimensional close arrangement pattern as shown in FIG. 5 (a) or (b). When the pattern shown in FIG. 5 (a) or (b) is to be integrated using only small-diameter fibers, the output pattern tends to have many invalid areas due to the difficulty in handling, resulting in poor uniformity. It is easy to become a light source. As described above, the fiber bundle 1 of the present embodiment has the concentric circular array that is easy to be integrated in the integrated functional fiber bundle portion 3, and the optical fiber 40 of the uniform functional fiber portion 4 having a large aperture that is easy to handle. Since the emission pattern can be formed by bundling in a desired arrangement, it is possible to emit light that is easy to manufacture and has good uniformity.

また、図５（ｄ）に示されるように、離間された出射位置から複数の光を出射させる場合などは、各出射点において、均一性の高い光を出射させることができる。 Further, as shown in FIG. 5D, when a plurality of lights are emitted from the separated emission positions, highly uniform light can be emitted at each emission point.

ファイババンドル１は、集積機能ファイババンドル部３と均一機能ファイバ部４とがオプティカルコンタクトにより当接された構成としている。従って、集積機能ファイババンドル部３と均一機能ファイバ部４とを容易に着脱することができる。従来の単一集積構造の場合等は、ファイババンドルを構成する複数の光ファイバのうち１本に故障や機能低下を生じた場合や、光源としての仕様が変更された場合等はファイババンドル毎交換しなければならず、ファイババンドルからの出射光を入射させる光学素子等との位置合わせ等をその都度やり直す必要がある。本実施形態のファイババンドル１は、集積機能ファイババンドル部３のみを着脱して取り替えることが可能であるため、光学素子等との位置合わせがされている均一機能ファイバ部４側を動かすことなくメンテナンスすることができる。例えば、図５（ｄ）に示されるように２点を同時に光らせてそれぞれを別の光学系に入射させるような場合のように、各点毎に出射光強度や波長等を設定したい場合も、各点に接続される第１のファイババンドル部５の集積機能ファイババンドル部３のみを仕様にあったものに変更するだけでよいため、各点の光学系への位置調整等をその都度行わずに、自由に各点から出射させる光の特性を変更することが可能である。 The fiber bundle 1 is configured such that the integrated functional fiber bundle portion 3 and the uniform functional fiber portion 4 are in contact with each other by optical contact. Therefore, the integrated functional fiber bundle portion 3 and the uniform functional fiber portion 4 can be easily attached and detached. In the case of a conventional single integrated structure, etc., if one of the multiple optical fibers that make up the fiber bundle fails or degrades in function, or if the specifications as the light source are changed, the fiber bundle must be replaced. Therefore, it is necessary to redo the alignment with the optical element or the like that makes the light emitted from the fiber bundle incident. The fiber bundle 1 of the present embodiment can be replaced by attaching / detaching only the integrated functional fiber bundle portion 3, so that the maintenance is performed without moving the uniform functional fiber portion 4 side that is aligned with the optical element or the like. can do. For example, as shown in FIG. 5 (d), when it is desired to set the emitted light intensity, wavelength, etc. for each point, as in the case where two points are simultaneously illuminated and each is incident on another optical system, Since only the integrated function fiber bundle unit 3 of the first fiber bundle unit 5 connected to each point needs to be changed to a specification, the position adjustment of each point to the optical system is not performed each time. Furthermore, it is possible to freely change the characteristics of light emitted from each point.

しかしながら、ファイババンドル１に、エネルギー密度の高い光、特に４５０ｎｍ以下の短波長光を導光させる場合や、光ファイバの出射端の汚染物質の除去に用いるＵＶクリーニング処理を行う場合等に、当接部において集積機能ファイババンドル部３の光出端面３２ａと均一機能ファイバ部４の光入射端面４１ａの構成材料（石英、ＳｉＯ_２等）が何らかの反応を起こして貼り付き、その後離間させた場合に貼り付いていた部分が破損して光損失が増加し、更には再使用不可能な状態になることが本出願人により確認されている。このように着脱により端面の破損を生じる場合は、着脱することができない。 However, when the fiber bundle 1 is guided with light having a high energy density, particularly light with a short wavelength of 450 nm or less, or when performing UV cleaning processing used to remove contaminants at the exit end of the optical fiber, the contact is made. This is applied when the constituent materials (quartz, SiO _2, etc.) of the light exit end face 32a of the integrated functional fiber bundle part 3 and the light incident end face 41a of the uniform function fiber part 4 stick together after causing some reaction. It has been confirmed by the present applicant that the attached portion is damaged, the optical loss is increased, and further, it cannot be reused. Thus, when the end surface is damaged due to attachment / detachment, it cannot be attached / detached.

エネルギー密度の高い光を光源として用いるような場合、例えば入射光Ｌ１が波長１９０ｎｍ〜５３０ｎｍの光である場合は、集積機能ファイババンドル部３の光出射端３２と均一機能ファイバ部４の光入射端４１との接着を抑止する保護媒体５１を、光出射端３２と光入射端４１との間に介在させることが好ましい。以下に保護媒体５１が膜体である場合について説明する。 When light having a high energy density is used as a light source, for example, when the incident light L1 is light having a wavelength of 190 nm to 530 nm, the light emitting end 32 of the integrated functional fiber bundle unit 3 and the light incident end of the uniform functional fiber unit 4 It is preferable to interpose a protective medium 51 that suppresses adhesion with 41 between the light emitting end 32 and the light incident end 41. The case where the protective medium 51 is a film body will be described below.

保護膜（保護媒体）５１は、均一機能ファイバ部４の光入射端面４１ａ上に成膜された膜体であり、集積機能ファイババンドル部３の光出射端３２と均一機能ファイバ部４の光入射端４１との接着を抑止するものである。保護膜５１は、光入射端面４１ａ上に直接成膜されてもよいし、アシスト膜を介して成膜されてもよい。 The protective film (protective medium) 51 is a film formed on the light incident end face 41 a of the uniform function fiber unit 4, and the light exit end 32 of the integrated function fiber bundle unit 3 and the light incident of the uniform function fiber unit 4. Bonding with the end 41 is suppressed. The protective film 51 may be formed directly on the light incident end face 41a, or may be formed via an assist film.

保護膜５１は上記したような現象を防ぐためのものであるので、集積機能ファイババンドル部３及び均一機能ファイバ部４がＳｉＯ_２や石英等を主成分とするガラス材料からなる場合に、これらを常温において物理的に当接させた場合に光出射端３２と光入射端４１との接着を抑止するものであることが好ましい。従って、保護膜５１としては、集積機能ファイババンドル部３及び均一機能ファイバ部４に含まれるＳｉＯ_２や石英と容易に反応せず、波長１９０ｎｍ〜５３０ｎｍの光に不活性なものが好ましく、フッ化物を含むものが挙げられる。フッ化物としては、酸素（Ｏ）を含まないものが好ましく、ＹＦ_３、ＬｉＦ、ＭｇＦ_２、ＮａＦ、ＬａＦ_３、ＢａＦ_２、ＣａＦ_２及びＡｌＦ_３からなる群より選ばれる少なくとも１種のフッ化物がより好ましい。これらのフッ化物は波長１９０ｎｍ〜４１０ｎｍの光に対して不活性であり、４１０ｎｍ〜５３０ｎｍの波長に対してもその活性度は少ない。また、波長が長くなるに従ってそのエネルギー密度も小さくなることから、４１０ｎｍ以上の波長の光に対しても好適な保護膜５１を形成することができる。 Since the protective film 51 is for preventing the phenomenon as described above, when the integrated functional fiber bundle portion 3 and the uniform functional fiber portion 4 are made of a glass material mainly composed of SiO ₂ or quartz, these are used. It is preferable that adhesion between the light emitting end 32 and the light incident end 41 is suppressed when physically contacting at room temperature. Accordingly, the protective film 51 is preferably one that does not easily react with SiO ₂ or quartz contained in the integrated functional fiber bundle portion 3 and the uniform functional fiber portion 4 and is inert to light having a wavelength of 190 nm to 530 nm. The thing containing is mentioned. As the fluoride, those not containing oxygen (O) are preferable, and at least one fluoride selected from the group consisting of YF ₃ , LiF, MgF ₂ , NaF, LaF _3, BaF ₂ , CaF ₂ and AlF ₃ is used. More preferred. These fluorides are inactive with respect to light having a wavelength of 190 nm to 410 nm, and their activity is low even with respect to wavelengths of 410 nm to 530 nm. Further, since the energy density decreases as the wavelength increases, the protective film 51 suitable for light having a wavelength of 410 nm or more can be formed.

保護膜５１は、単層膜であってもよいし多層膜であってもよい。多層膜である場合は、保護膜５１の最上層が上記材料を含むものであることが望ましく、最上層膜以外の下層膜は、Ｓｉを含まない酸化物を含むことが好ましい。 The protective film 51 may be a single layer film or a multilayer film. In the case of a multilayer film, it is desirable that the uppermost layer of the protective film 51 contains the above material, and the lower layer film other than the uppermost film preferably contains an oxide containing no Si.

更に、保護膜５１の存在による光損失は、より少ない方が好ましいため、導光させる光の波長に対して光吸収の少ない材料である方が好ましい。紫外光に対してはフッ化物膜は損傷閾値が高く、従って光吸収の点でも保護膜５１の材料としてフッ化物は好ましい。更に、導波される光が紫外光の場合は、グラフに示されるようにフッ化物膜の中でもＹＦ_３やＬｉＦ等が損傷閾値が高く、より好ましい。 Furthermore, since it is preferable that the light loss due to the presence of the protective film 51 is smaller, it is preferable to use a material that absorbs less light with respect to the wavelength of light to be guided. For ultraviolet light, the fluoride film has a high damage threshold, and therefore fluoride is preferable as the material of the protective film 51 in terms of light absorption. Further, when the guided light is ultraviolet light, as shown in the graph, among the fluoride films, YF ₃ , LiF or the like has a higher damage threshold and is more preferable.

上記のような構成の保護膜５１とすることにより、エネルギー密度の高い光、例えば波長１９０ｎｍ〜５３０ｎｍの光を導光させる場合や、当接部の両端面に有機物による汚染を防ぐ為のＵＶクリーニングを施す場合に、集積機能ファイババンドル部３と均一機能ファイバ部４との当接部における化学反応を防いで当接部の損傷を抑制することができる。例えば、当接部に対して５０ｇ重以上１ｋｇ重以下（より好ましくは５００ｇ重以下）の荷重で圧着した後に離間させても当接部の損傷を最低限に抑制し、集積機能ファイババンドル部３と均一機能ファイバ部４とが再使用可能とする、つまり着脱可能とすることができる。 By using the protective film 51 having the above-described configuration, UV cleaning for guiding light having high energy density, for example, light having a wavelength of 190 nm to 530 nm, or preventing contamination by organic substances on both end surfaces of the contact portion. In this case, the chemical reaction at the contact portion between the integrated function fiber bundle portion 3 and the uniform function fiber portion 4 can be prevented, and damage to the contact portion can be suppressed. For example, the integrated functional fiber bundle portion 3 is suppressed to the minimum even if the contact portion is separated after being pressed with a load of 50 g weight or more and 1 kg weight or less (more preferably 500 g weight or less). And the uniform function fiber part 4 can be reused, that is, can be detachable.

本実施形態において保護膜５１は均一機能ファイバ部４の光入射端面４１ａ上に成膜されているが、集積機能ファイババンドル部３の光出端面３２ａ上に成膜されてもよいし、光入射端面４１ａ及び光出端面３２ａの両方に成膜されてもよい。 In the present embodiment, the protective film 51 is formed on the light incident end face 41a of the uniform function fiber part 4, but may be formed on the light exit end face 32a of the integrated function fiber bundle part 3, or may be light incident. The film may be formed on both the end face 41a and the light exit end face 32a.

保護膜５１は、均一機能ファイバ部４と集積機能ファイババンドル部３とを着脱させる際に成膜された端面から剥離しないことが好ましい。従って、保護膜５１が、光出端面３２ａ又は光入射端面４１ａのどちらか一方に成膜されている場合は、保護膜５１が成膜されている端面と保護膜５１との密着性が、保護膜５１が成膜されていない方の端面と保護膜５１との密着性より高い方が好ましい。また、両端面に成膜されている場合は、保護膜５１が成膜されている端面と保護膜５１との密着性が、両端面に成膜された膜同士の密着性より高い方が好ましい。更に、保護膜５１が多層膜である場合は、多層膜を構成する膜同士についても同様に密着性が高い方が好ましい。 It is preferable that the protective film 51 does not peel from the end face formed when the uniform function fiber part 4 and the integrated function fiber bundle part 3 are attached and detached. Therefore, when the protective film 51 is formed on either the light exit end face 32a or the light incident end face 41a, the adhesion between the end face on which the protective film 51 is formed and the protective film 51 is protected. It is preferable that the adhesiveness between the end face on which the film 51 is not formed and the protective film 51 is higher. Moreover, when it forms into a film on both end surfaces, the one where the adhesiveness of the end surface in which the protective film 51 is formed and the protective film 51 is higher than the adhesiveness of the films | membranes formed in both end surfaces is preferable. . Further, when the protective film 51 is a multilayer film, it is preferable that the films constituting the multilayer film have high adhesion as well.

保護膜５１の存在による光損失は、上記した保護膜５１の材料以外に、膜厚によって影響される。従って、保護膜５１の膜厚は、光損失に影響のない膜厚とすることが好ましい。保護膜５１における光損失の要因としては、反射による損失と、吸収による損失とが挙げられる。従って、保護膜５１の膜厚は、反射及び吸収による光損失への影響を考慮して決定することが好ましい。 The light loss due to the presence of the protective film 51 is influenced by the film thickness in addition to the material of the protective film 51 described above. Therefore, it is preferable that the protective film 51 has a thickness that does not affect the optical loss. Factors of light loss in the protective film 51 include loss due to reflection and loss due to absorption. Therefore, the thickness of the protective film 51 is preferably determined in consideration of the influence on light loss due to reflection and absorption.

反射による損失を最小にするためには、均一機能ファイバ部４の光入射端面４１ａ又は集積機能ファイババンドル部３の光出端面３２ａのどちらか一方に保護膜５１が成膜されている場合は、保護膜５１の光導波方向の光路長（ｄ×Ｎ，ここでｄは光導波方向の膜厚、Ｎは保護膜５１の屈折率）と導光させる光の波長λとが下記式（１）を充足することが好ましい。
ｄ×Ｎ＝（λ／２）×ｎ・・・（１）
（但し、ｎは１以上の整数）
光入射端面４１ａ及び光出端面３２ａの両方に保護膜５１が成膜されている場合は、両方に成膜される保護膜５１が同一の屈折率を有する場合は、（１）式においてｄを保護膜５１の総膜厚とすればよい。しかしながら、両方に成膜する場合、両端面に成膜された保護膜同士が当接により反応や一体化等を生じないように、各端面に成膜される保護膜５１は、少なくとも最表面にある最上層が異種材料により構成されることが好ましい。その場合、光出端面３２ａ上に成膜された保護膜５１の膜厚をｄ_ｆ、同じく屈折率をＮ_ｆとし、光入射端面４１ａ上に成膜された保護膜５１の膜厚をｄ_ｇ、同じく屈折率をＮ_ｇとすると、これらが下記式（２）を充足することが好ましい。
（ｄ_ｆ×Ｎ_ｆ）＋（ｄ_ｇ×Ｎ_ｇ）＝（λ／２）×ｎ・・・（２）
（但し、ｎは１以上の整数）
吸収による損失を小さくするためには、保護膜５１は、膜厚が薄い方が好ましい。膜厚が大きいほど膜の光エネルギー吸収が大きいため、吸収されたエネルギーによって保護膜５１が熱劣化し、それに伴う変色やひび割れ等を生じやすくなる。従って上記式（１）及び（２）においてｎは１であることが好ましい。しかしながら、吸収による損失への影響の度合いによっては、反射による影響に比して吸収による影響の方が大きくなる。その場合は、上記式（１）及び（２）において、ｎ＝１とした時の膜厚よりも薄い膜厚においてより光損失を小さくすることができる。 In order to minimize loss due to reflection, when the protective film 51 is formed on either the light incident end face 41a of the uniform function fiber part 4 or the light exit end face 32a of the integrated function fiber bundle part 3, The optical path length of the protective film 51 in the optical waveguide direction (d × N, where d is the film thickness in the optical waveguide direction, N is the refractive index of the protective film 51) and the wavelength λ of the light to be guided are expressed by the following formula (1). Is preferably satisfied.
d × N = (λ / 2) × n (1)
(Where n is an integer greater than or equal to 1)
In the case where the protective film 51 is formed on both the light incident end face 41a and the light outgoing end face 32a, when the protective film 51 formed on both has the same refractive index, d in the equation (1) The total film thickness of the protective film 51 may be set. However, when the film is formed on both, the protective film 51 formed on each end face is at least on the outermost surface so that the protective films formed on both end faces do not cause reaction or integration due to contact. It is preferable that a certain uppermost layer is made of a different material. In that case, the film thickness of the protective film 51 formed on the light exit end face 32a is d _f , the refractive index is N _f, and the film thickness of the protective film 51 formed on the light incident end face 41a is d _g. and also the refractive index and N _g, it is preferable that they satisfy formula (2).
(D _f × N _f ) + (d _g × N _g ) = (λ / 2) × n (2)
(Where n is an integer greater than or equal to 1)
In order to reduce the loss due to absorption, the protective film 51 is preferably thin. Since the light energy absorption of the film increases as the film thickness increases, the protective film 51 is thermally deteriorated by the absorbed energy, and is likely to cause discoloration, cracks, and the like. Therefore, n is preferably 1 in the above formulas (1) and (2). However, depending on the degree of the influence of absorption on the loss, the influence of absorption is greater than the influence of reflection. In that case, in the above formulas (1) and (2), the optical loss can be further reduced at a film thickness smaller than the film thickness when n = 1.

保護膜５１の成膜方法は制限されないが、保護膜５１と成膜される端面との界面での光損失を少なくするためには、成膜前に被成膜面のクリーニングが可能な成膜方法が好ましい。また、膜の緻密性が高いほど、光エネルギー密度の高い光を導波させた際に保護膜５１自身の光のエネルギー吸収による膜質変化が少なくなることから、より緻密な膜を成膜可能な成膜方法が好ましい。成膜前に被成膜面のクリーニング成膜前に被成膜面のクリーニングが可能であり、かつ、緻密性の高い膜を成膜可能な成膜方法としては、イオンアシスト法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等が挙げられる。 The method for forming the protective film 51 is not limited, but in order to reduce light loss at the interface between the protective film 51 and the end face where the protective film 51 is formed, the film forming surface can be cleaned before the film formation. The method is preferred. Further, the higher the density of the film, the smaller the change in film quality due to the energy absorption of the light of the protective film 51 itself when light having a high light energy density is guided, so that a denser film can be formed. A film forming method is preferred. Cleaning the deposition surface before film formation As a deposition method that can clean the deposition surface before film formation and can form a highly dense film, ion assist method, ion plating Method, sputtering method and the like.

以上のように、本実施形態では、集積機能ファイババンドル部３を、光出射端３２から内部へ向けて所定距離ｄだけ接着剤３３を除去した構成としたため、均一機能ファイバ部４からの戻り光が拡がって外部へ逃げるようになり、接着剤３３の劣化を防ぐことができる。このため、接着剤の劣化による飛散を防ぐことができ、その結果レーザ光の出力変動が大きくなるのを防ぐことができる。 As described above, in the present embodiment, the integrated functional fiber bundle unit 3 is configured such that the adhesive 33 is removed from the light emitting end 32 toward the inside by a predetermined distance d, so that the return light from the uniform functional fiber unit 4 is obtained. Spreads and escapes to the outside, and deterioration of the adhesive 33 can be prevented. For this reason, scattering due to deterioration of the adhesive can be prevented, and as a result, the output fluctuation of the laser beam can be prevented from increasing.

なお、本実施形態では、複数の光ファイバを束ねた集積機能ファイババンドル部と１本の光ファイバから成る均一機能ファイバ部とをオプティカルコンタクトにより接続した構成に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、フェルール内に光ファイバを接着剤によって固定した構成のものであれば、そのような１本の光ファイバとその光ファイバのコア径よりも大きいコア径を有する他の１本の光ファイバとをオプティカルコンタクトにより接続した構成のものについても本発明を適用可能である。すなわち戻り光が接着剤に照射される可能性のある構成のものであれば本発明を適用可能である。 In the present embodiment, the case where the present invention is applied to a configuration in which an integrated functional fiber bundle portion in which a plurality of optical fibers are bundled and a uniform functional fiber portion composed of one optical fiber are connected by optical contact has been described. Not limited to this, as long as the optical fiber is fixed in the ferrule with an adhesive, one such optical fiber and another one having a core diameter larger than the core diameter of the optical fiber are used. The present invention can also be applied to a configuration in which the optical fiber is connected by an optical contact. That is, the present invention can be applied to any configuration that can irradiate the adhesive with the return light.

また、本実施形態では、接着剤を除去した光ファイバと他の光ファイバとを当接させたファイババンドルに本発明を適用した場合について説明したが、接着剤を除去した光ファイバと他の光ファイバとの間にガラススタブ等の他の光学部材が介在した構成等、他の光学部材とオプティカルコンタクトする構成にも本発明を適用可能である。 In the present embodiment, the case where the present invention is applied to the fiber bundle in which the optical fiber from which the adhesive is removed and another optical fiber is contacted is described. However, the optical fiber from which the adhesive is removed and the other light are used. The present invention can also be applied to a configuration in which another optical member such as a glass stub is interposed between the optical fiber and other optical members such as a configuration in which the optical stub is interposed.

また、本実施形態では、光ファイバをフェルール内に接着剤で固定した場合について説明したが、これに限らず、例えばシリコン等の基板（保持部材）上に形成されたＶ溝に光ファイバを接着剤によって固定した光導波部材と、他の光導波部材とをオプティカルコンタクトにより接続した構成にも本発明を適用可能である。この場合も、光導波部材の基板端部から所定距離ｄ分接着剤を除去した構成とすればよい。 In the present embodiment, the case where the optical fiber is fixed in the ferrule with an adhesive has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the optical fiber is bonded to a V groove formed on a substrate (holding member) such as silicon. The present invention can also be applied to a configuration in which an optical waveguide member fixed with an agent and another optical waveguide member are connected by optical contact. In this case as well, the adhesive may be removed from the end portion of the optical waveguide member by a predetermined distance d.

また、本実施形態において、光源装置２は光源２０の数と同数のＳＣコネクタが接続されたコネクタボックス２２内にファイババンドル１の一部が収容されたものを例に説明したが、コネクタボックス２２を備えた構成には限定されない。また、光入射手段２１も制限なく、ＳＣコネクタには限定されない。 In the present embodiment, the light source device 2 has been described as an example in which a part of the fiber bundle 1 is accommodated in the connector box 22 to which the same number of SC connectors as the number of the light sources 20 are connected. It is not limited to the structure provided with. Further, the light incident means 21 is not limited and is not limited to the SC connector.

また、本実施形態において、保護媒体５１が膜体である場合について説明したが、膜体には限定されない。 In the present embodiment, the case where the protective medium 51 is a film body has been described. However, the present invention is not limited to the film body.

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention can also be applied to a design modified within the scope of the claims.

本発明に係る実施例について説明する。 Embodiments according to the present invention will be described.

図１に示されるファイババンドルを以下のようにして作製した。 The fiber bundle shown in FIG. 1 was produced as follows.

まず、従来における集積機能ファイババンドル部（接着剤を除去していない構成）の光ファイバとして、ファイバ長１ｍ、コア径６０μｍ、外径８０μｍの石英系マルチモードガラス光ファイバ１２本を用意し、光ファイバを４本ずつ一方の端部で束ねてバンドル化して３本の集積機能ファイババンドル部を作製した。バンドル化は、図４（ａ）に示されるように４本の光ファイバが２次元状に密接して配列されるように束ねた後接着剤により固定することにより行った。 First, as an optical fiber of a conventional integrated functional fiber bundle portion (a configuration in which the adhesive is not removed), 12 silica-based multimode glass optical fibers having a fiber length of 1 m, a core diameter of 60 μm, and an outer diameter of 80 μm are prepared. Four integrated fibers were bundled at one end to bundle three integrated functional fiber bundles. As shown in FIG. 4A, bundling was performed by bundling four optical fibers so as to be closely arranged two-dimensionally, and then fixing with an adhesive.

次に、均一機能ファイバ部の光ファイバとして、ファイバ長３ｍ、コア径２０５μｍ、外径２５０μｍの石英系マルチモード光ファイバを３本用意し、同様に３本の光ファイバの一端を束ねてバンドル化した。バンドル化における配列は、集積機能ファイババンドル部と異なり、図５（ａ）に示されるライン状（１次元状）に密接させた配列とし、出射端にＦＣフェルールを装着した。各均一機能ファイバ部の光入射端面にはＭｇＦ_２からなる保護膜を成膜した。 Next, as the optical fiber of the uniform function fiber part, three silica-based multimode optical fibers having a fiber length of 3 m, a core diameter of 205 μm, and an outer diameter of 250 μm are prepared, and similarly, one end of the three optical fibers is bundled to be bundled. did. Unlike the integrated function fiber bundle part, the arrangement in bundling was arranged in close contact with the line (one-dimensional) shown in FIG. 5A, and an FC ferrule was attached to the output end. A protective film made of MgF ₂ was formed on the light incident end face of each uniform function fiber portion.

集積機能ファイババンドル部の光入射端及び光出射端、均一機能ファイバ部の光入射端にＳＣフェルールに挿入した後、集積機能ファイババンドル部の光出射端と均一機能ファイバ部の光入射端とをＳＣコネクタにより当接させて、総チャンネル数１２のファイババンドルを得た。 After inserting the SC ferrule into the light incident end and the light exit end of the integrated functional fiber bundle part and the light incident end of the uniform functional fiber part, the light exit end of the integrated functional fiber bundle part and the light incident end of the uniform functional fiber part are A fiber bundle with a total of 12 channels was obtained by abutting with an SC connector.

そして、得られたファイババンドルの透過光量、すなわちファイババンドルにレーザ光を入射させた時の入射光の出力値に対するファイババンドルから出力された出射光の出力値の割合の経時変化を測定した。なお、レーザ光の波長は４０５ｎｍ、出力は１５０ｍＷであり、ファイババンドルからの出射光は大気中に照射した。 Then, the amount of light transmitted through the obtained fiber bundle, that is, the change with time of the ratio of the output value of the emitted light output from the fiber bundle to the output value of the incident light when laser light was incident on the fiber bundle was measured. The wavelength of the laser beam was 405 nm, the output was 150 mW, and the light emitted from the fiber bundle was irradiated into the atmosphere.

その結果を図６に示す。なお、ＳＮ１〜ＳＮ３はファイババンドルのサンプル番号であり、接着剤の除去を行っていない同一構成のファイババンドルである。同図に示すように、何れのファイババンドルも、透過光量が変動している、すなわち出力光が変動しているのが判る。これは、均一機能ファイバ部からの戻り光により、集積機能ファイババンドル部の光出射端と均一機能ファイバ部の光入射端との当接部分における集積機能ファイババンドル部の接着剤が劣化し、これにより光出力が変動するものと考えられる。 The result is shown in FIG. SN1 to SN3 are fiber bundle sample numbers, which are fiber bundles having the same configuration in which the adhesive is not removed. As shown in the figure, it can be seen that in any fiber bundle, the amount of transmitted light varies, that is, the output light varies. This is because the adhesive of the integrated function fiber bundle portion deteriorates due to the return light from the uniform function fiber portion at the contact portion between the light emitting end of the integrated function fiber bundle portion and the light incident end of the uniform function fiber portion. It is considered that the light output fluctuates due to the above.

次に、集積機能ファイババンドル部の接着剤を光出射端から３０μｍ分除去したファイババンドルを作成し、上記と同様にファイババンドルの透過光量の経時変化を測定した。 Next, a fiber bundle was prepared by removing the adhesive of the integrated function fiber bundle part by 30 μm from the light emitting end, and the change with time of the transmitted light amount of the fiber bundle was measured in the same manner as described above.

その結果を図７に示す。同図に示すように、光出力が安定し、図６の場合と比較して大幅に改善されているのが判る。 The result is shown in FIG. As shown in the figure, it can be seen that the light output is stable and greatly improved as compared with the case of FIG.

このように、集積機能ファイババンドル部の光出射端側の接着剤を除去することにより、戻り光による接着剤の劣化を抑えることができ、ファイババンドルの出力光が不安定になるのを抑えることができることが判った。 Thus, by removing the adhesive on the light emitting end side of the integrated function fiber bundle part, it is possible to suppress the deterioration of the adhesive due to the return light, and to suppress the output light of the fiber bundle from becoming unstable. I found out that

なお、その他にも、ファイバ長１ｍ、コア径５０μｍ、外径６０μｍの光ファイバ１２本を用いた集積機能ファイババンドル部と、ファイバ長６ｍ、コア径２３０μｍ、外径２５０μｍの３本の光ファイバを用いた均一機能ファイバ部とにより上記と同様に構成したファイババンドル、ファイバ長１ｍ、コア径６０μｍ、外径８０μｍの光ファイバ２１本を用いた集積機能ファイババンドル部と、ファイバ長６ｍ、コア径２３０μｍ、外径２５０μｍの３本の光ファイバを用いた均一機能ファイバ部とにより上記と同様に構成したファイババンドルについても上記と同様の測定を行った。その結果、図７と略同様の結果画得られた。 In addition, an integrated functional fiber bundle using 12 optical fibers having a fiber length of 1 m, a core diameter of 50 μm, and an outer diameter of 60 μm, and three optical fibers having a fiber length of 6 m, a core diameter of 230 μm, and an outer diameter of 250 μm. An integrated functional fiber bundle portion using 21 optical fibers having a fiber bundle, a fiber length of 1 m, a core diameter of 60 μm, and an outer diameter of 80 μm, and a fiber length of 6 m and a core diameter of 230 μm. The same measurement as described above was performed for a fiber bundle configured in the same manner as described above using a uniform functional fiber portion using three optical fibers having an outer diameter of 250 μm. As a result, an image similar to that shown in FIG. 7 was obtained.

このように、集積機能ファイババンドル部の接着剤を除去することがファイババンドルの出力光の安定性に大きく寄与することが確認された。 As described above, it was confirmed that the removal of the adhesive from the integrated functional fiber bundle part greatly contributed to the stability of the output light of the fiber bundle.

本発明に係る実施形態のファイババンドル及びこれを備えた光源装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the fiber bundle of embodiment which concerns on this invention, and a light source device provided with the same. 図１のファイババンドルの集積機能ファイババンドル部の光出射端と均一機能ファイバ部の光入射端の当接部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the contact part of the light emission end of the integrated function fiber bundle part of the fiber bundle of FIG. 1, and the light incident end of a uniform function fiber part. 図１のファイババンドルの集積機能ファイババンドル部の光出射端面と均一機能ファイバ部の光入射端面の概略図である。It is the schematic of the light-projection end surface of the integrated function fiber bundle part of the fiber bundle of FIG. 1, and the light-incidence end surface of a uniform function fiber part. （ａ）及び（ｂ）は集積機能ファイババンドル部の光出射端面における配列を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the arrangement | sequence in the light-projection end surface of an integrated function fiber bundle part. （ａ）〜（ｄ）は第２のファイババンドル部の光出射端面における均一機能ファイバ部の配列を示す図である。(A)-(d) is a figure which shows the arrangement | sequence of the uniform function fiber part in the light-projection end surface of a 2nd fiber bundle part. 従来のファイババンドルにおける光出力の経時変化の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the temporal change of the optical output in the conventional fiber bundle. 本発明に係るファイババンドルにおける光出力の経時変化の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the temporal change of the optical output in the fiber bundle which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ファイババンドル
２光源装置
３集積機能ファイババンドル部（光導波部材）
４均一機能ファイバ部
２０光源
２３光出射口
３０ａフェルール（保持部材）
３０光ファイバ
３１光入射端
３２光出射端
３２ｒ光出射領域
３２ａ光出端面
３３接着剤
３５エアギャップ
４０光ファイバ（他の光学部材）
４１ｒコア部
４１光入射端
４１ａ光入射端面
４２光出射端
５１保護媒体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fiber bundle 2 Light source device 3 Integrated function fiber bundle part (optical waveguide member)
4 Uniform functional fiber part 20 Light source 23 Light exit 30a Ferrule (holding member)
30 Optical fiber 31 Light incident end 32 Light exit end 32r Light exit area 32a Light exit end face 33 Adhesive 35 Air gap 40 Optical fiber (other optical member)
41r Core part 41 Light incident end 41a Light incident end surface 42 Light emitting end 51 Protective medium

Claims

他の光学部材と対向して配置されると共に、光ファイバと当該光ファイバを保持する保持部材とが接着剤により固定されており、かつ前記他の光学部材と対向する側の端面から所定距離分前記接着剤が除去されていることを特徴とする光導波部材。 The optical fiber and the holding member that holds the optical fiber are fixed with an adhesive and are disposed at a distance from the end surface on the side facing the other optical member. An optical waveguide member, wherein the adhesive is removed.

複数の前記光ファイバが前記保持部材に固定されていることを特徴とする請求項１記載の光導波部材。 The optical waveguide member according to claim 1, wherein a plurality of the optical fibers are fixed to the holding member.

前記保持部材がフェルールであると共に前記他の光学部材が光ファイバであり、当該光ファイバのコア径が、前記複数の光ファイバを含む円の直径以上であることを特徴とする請求項２記載の光導波部材。 The said holding member is a ferrule, and said other optical member is an optical fiber, The core diameter of the said optical fiber is more than the diameter of the circle | round | yen containing these optical fibers, The Claim 2 characterized by the above-mentioned. Optical waveguide member.

前記所定距離が３０μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の光導波部材。 The optical waveguide member according to claim 1, wherein the predetermined distance is 30 μm or more.

前記所定波長が短波長領域の波長であることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の光導波部材。 The optical waveguide member according to claim 1, wherein the predetermined wavelength is a wavelength in a short wavelength region.

前記所定波長が４５０［ｎｍ］以下であることを特徴とする請求項５記載の光導波部材。 6. The optical waveguide member according to claim 5, wherein the predetermined wavelength is 450 [nm] or less.

前記光ファイバは、マルチモード光ファイバであることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の光導波部材。 The optical waveguide member according to any one of claims 1 to 6, wherein the optical fiber is a multimode optical fiber.

前記他の光学部材と対向する側の端面に保護媒体が設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の光導波部材。 The optical waveguide member according to any one of claims 1 to 7, wherein a protective medium is provided on an end surface facing the other optical member.

前記保護媒体は、ＹＦ_３、ＬｉＦ、ＭｇＦ_２、ＮａＦ、ＬａＦ_３、ＢａＦ_２、ＣａＦ_２、及びＡｌＦ_３の何れかであることを特徴とする請求項８記載の光導波部材。 9. The optical waveguide member according to claim 8, wherein the protective medium is any one of YF ₃ , LiF, MgF ₂ , NaF, LaF ₃ , BaF ₂ , CaF ₂ , and AlF ₃ .