JP2009042678A - ファイバー光源 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ファイバー光源は、励起光を発する半導体レーザ1と、励起光を導光する光ファイバー21と備えている。光ファイバー21は、励起光の照射に応じて蛍光を発する蛍光体を長手方向の一部に含有している。光ファイバー21はまた、蛍光体から発生する蛍光が伝搬する部分の外周面を被覆する金属膜13を有している。
【選択図】図2
Description
第一実施形態によるファイバー光源を図1に示す。ファイバー光源は、半導体レーザ1とGRINレンズ2と第一の光ファイバー5と第二の光ファイバー7とを有している。半導体レーザ1は励起光を発する励起光源として機能する。GRINレンズ2は半導体レーザ1から射出されるレーザ光を集光して第一の光ファイバー5の入力端に入射させる。第一の光ファイバー5の光の入力端部にはファイバーコネクタ4が取り付けられている。第一の光ファイバー5と第二の光ファイバー7はコネクタ6によって機械的に連結され、光学的に結合されている。第一の光ファイバー5は、導光部材10を有している。第二の光ファイバー7は、導光部材11と、導光部材11の外周面を被覆する金属膜13とを有している。導光部材11は、励起光の照射に応じて蛍光を発する蛍光体を含有している。一方、導光部材10は、蛍光体を含有していない。導光部材10,11は、たとえば、コア・クラッド構造の光を伝える部材で構成されてよいが、これに限定されるものではなく、光を伝えさえすればどのような構造であってもよい。金属膜13は高反射膜として機能する。第二の光ファイバー7の光の出力端部にはコネクタ8が取り付けられている。
第二実施形態によるファイバー光源を図2に示す。図2において、図1に示した第一実施形態の部材と同一の参照符号で示す部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。以下、第一実施形態と共通する部分の説明は省略し、第一実施形態と相違する部分について説明する。
第三実施形態によるファイバー光源を図3に示す。図3において、図1に示した第一実施形態の部材と同一の参照符号で示す部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。以下、第一実施形態と共通する部分の説明は省略し、第一実施形態と相違する部分について説明する。
第四実施形態によるファイバー光源を図4に示す。図4において、図2に示した第二実施形態の部材と同一の参照符号で示す部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。以下、第二実施形態と共通する部分の説明は省略し、第二実施形態と相違する部分について説明する。
第五実施形態によるファイバー光源を図5に示す。図5において、図3に示した第三実施形態の部材と同一の参照符号で示す部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。以下、第三実施形態と共通する部分の説明は省略し、第三実施形態と相違する部分について説明する。
第六実施形態によるファイバー光源を図6に示す。図6において、図3に示した第三実施形態の部材と同一の参照符号で示す部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。以下、第三実施形態と共通する部分の説明は省略し、第三実施形態と相違する部分について説明する。
第七実施形態によるファイバー光源を図7に示す。図7において、図6に示した第六実施形態の部材と同一の参照符号で示す部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。以下、第六実施形態と共通する部分の説明は省略し、第六実施形態と相違する部分について説明する。
本実施形態は、第六実施形態の第二の光ファイバー7や第七実施形態の第一と第二の光ファイバー5,7に代わる別の光ファイバーに向けられている。本実施形態の光ファイバーを図8Aに示す。本実施形態では、誘電体多層膜30は、導光部材11(または10)の中心から外周面に至る順番で屈折率が徐々に低くなる誘電体薄膜33,34,35,36が積層された構造を有している。この誘電体膜の構造を採用することにより、励起光も蛍光も光線が外周面に近づくにつれて外周面への入射角が小さくなるため、ファイバー表面を透過して散逸する光が減少し、高い導光効率が得られる。比較のため、第六実施形態の第二の光ファイバー7の断面と光線の軌跡を図8Bに示す。また、一般的な単線ファイバーの断面と光線の軌跡を図8Cに示す。図8Cの単線ファイバーは単層の誘電体膜38を備えている。図8Cの単線ファイバーでは光線は誘電体膜38の表面で反射されるだけであり、図8Bの光ファイバーでは光線は誘電体薄膜31,32の複数の界面で反射されるが、入射角は一定である。したがって、図8Cの単線ファイバーよりも図8Bの光ファイバーの方が高い導光効率を有し、図8Bの光ファイバーよりも図8Aの光ファイバーの方が高い導光効率を有する。
本実施形態は、第六実施形態や第七実施形態で示した誘電体多層膜を有する光ファイバーの製法に向けられている。
本実施形態は、第六実施形態や第七実施形態で示した誘電体多層膜を有する光ファイバーの製法に向けられている。
Claims (14)
- 励起光を射出する励起光源と、
前記励起光を導光する光ファイバーとを備え、
前記光ファイバーは、前記励起光の照射に応じて蛍光を発する蛍光体を長手方向の一部に含有しているとともに、前記蛍光体から発生する蛍光が伝搬する部分の外周面を被覆する高反射膜を有していることを特徴とするファイバー光源。 - 請求項1のファイバー光源において、前記光ファイバーの前記蛍光体を含有している部分とそれ以外の部分とが互いに別体の第一の光ファイバーと第二の光ファイバーとでそれぞれ構成されていることを特徴とするファイバー光源。
- 請求項2のファイバー光源において、前記第一の光ファイバーと前記第二の光ファイバーは、コネクタにより着脱自在に構成されていることを特徴とするファイバー光源。
- 請求項1のファイバー光源において、前記蛍光体は前記励起光により励起されて互いに異なる光スペクトルの蛍光を発する複数種類の蛍光体であり、前記複数種類の蛍光体は、前記光ファイバーの長さ方向における同じ領域に混在して含まれているか、前記光ファイバーの長さ方向において互いに別の領域に各々含まれていることを特徴とするファイバー光源。
- 請求項1のファイバー光源において、前記高反射膜が金属膜または金属膜と誘電体膜との積層膜で構成されていることを特徴とするファイバー光源。
- 請求項1のファイバー光源において、前記高反射膜が誘電体多層膜で構成されていることを特徴とするファイバー光源。
- 請求項6のファイバー光源において、前記誘電体多層膜が、互いに屈折率の異なる誘電体薄膜が周期的に積層された構造を有していることを特徴とするファイバー光源。
- 請求項7のファイバー光源において、前記ファイバー光源から出力させる光のピーク波長をλとすると、前記誘電体薄膜が略λ/4の厚さを有することを特徴とするファイバー光源。
- 請求項6のファイバー光源において、前記誘電体多層膜が、光ファイバーの中心から外周に至る順番で屈折率が徐々に低くなる誘電体薄膜が積層された構造を有していることを特徴とするファイバー光源。
- 請求項6〜請求項9のファイバー光源において、前記誘電体多層膜は、主として前記励起光を導光する導光部材に各誘電体層を形成する誘電体を含む成分材料を繰り返し吹きつけるか各誘電体層を形成する誘電体を含む液体に繰り返し浸す工程と、誘電体を固化させる工程を経て製造されることを特徴とするファイバー光源。
- 請求項10のファイバー光源において、前記誘電体多層膜を構成する誘電体層のうち、相対的に屈折率の小さな特定組成の層だけをエッチングにより除去する工程をさらに経て製造されることを特徴とするファイバー光源。
- 請求項1のファイバー光源において、前記蛍光体が、前記励起光の補色の蛍光または所定のピーク波長の蛍光を発することを特徴とするファイバー光源。
- 請求項1のファイバー光源において、前記蛍光体が、多色の蛍光を発することを特徴とするファイバー光源。
- 請求項1のファイバー光源において、前記励起光源と前記光ファイバーの前記蛍光体を含有している部分との間に、前記励起光を透過すると共に、前記蛍光を反射する光学機能部品が設けられていることを特徴とするファイバー光源。
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