JP7136695B2 - フォトニック結晶ファイバアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、ＰＣＦと少なくとも１つのフェルール構造体とを備えるフォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ）アセンブリに関する。本発明は、また、レーザシステムおよびレーザシステムを備える装置も含む。さらに、本発明は１組の相関フェルール要素を備える。

本明細書においてＰＣＦと呼ばれるフォトニック結晶ファイバは、運動光子に影響する光ナノまたはミクロ構造を備える１種のファイバに属する。ＰＣＦ（ホーリーファイバ、空孔アシストファイバ、微細構造ファイバ、または微細構造化ファイバと呼ばれることもある）は、少なくとも部分的に、周囲の背景材料とは異なる屈折率を有する、例えば空気（もしくは気体）孔または中実の微細構造の形態の微細構造の構成によって導波管特性を得る。非常に多様な空孔／微細構造構成があることから、非常に異なる特性を有するＰＣＦがもたらされる。

ＰＣＦの例には、特許文献１、特許文献２、または特許文献３が含まれる。
このＰＣＦの成端は、特に微細構造のために、オプションで中空微細構造および／または中空コアのために、より難しいことが多い。

従来のステップインデックスファイバ、つまり、均一な屈折率を有するコアと、それより低い屈折率を有する周囲のクラッドとを備え、コア・クラッドの境界で屈折率が急激に低下する光ファイバの終端構造はよく知られている。特許文献４は、ファイバの端部にポンピングされる高出力の光がコネクタ材料を焼くまたは溶融するリスクを低くするように設計された大型コアステップインデックスファイバのコネクタを開示している。このコネクタは、金属製プラグボディを有するホルダと、光ファイバの端部端面から離れて光ファイバを支持するように構成された支持部を有する半径方向内側に配置されたスリーブとを備え、支持部は、融点が１５００℃以上で屈折率が光ファイバのクラッドよりも高い透明または半透明の耐熱無機物質、たとえば、セラミック材料またはサファイアを採用する。ファイバがコネクタにどのように取り付けられるかは記述されていない。

一般に、取り扱いやすく、埃、湿気および熱に対して十分に保護されるように、光ファイバを成端することが望ましい。
ＰＣＦの小さな直径およびコア直径、ならびに典型的に高い柔軟性は、精密なビーム伝送システムで実際に有用であるために、ＰＣＦの成端を成端点で機械的に剛性構造（通常、フェルールまたはフェルール構造体と呼ばれる）に保持することを要する。

特許文献５は、ファイバを損傷する可能性のある高エネルギーの光信号を送信するファイバコア、および光信号をコアに向けるためにコアの周りにあり、コアよりも小さい内径でコアの周りに配設される薄い壁によって画定される複数のチャネルを特徴とする構造化領域を有する光ファイバと、光信号がファイバの微細構造化領域の障害となるのを阻止するブロック構造と協働するファイバ末端を包むファイバの端部に、ファイバを位置付けるための開口部が設けられているフェルールと、ファイバコアと嵌まり合う開口部が設けられたファイバの端部に配設されて、光信号がファイバの微細構造化領域の障害になるのを阻止するブロック構造と、を含むファイバ成端コンビネーションを開示している。

特許文献６は、中空ファイバコアを備えており、中空ファイバコアのファイバの両端部の前面が開いており、各ファイバ端部が保護要素により防塵式に取り囲まれている光ファイバを開示している。保護要素は、光を中空ファイバコアに結合および減結合するために、ファイバ端部の前のその前面に窓を含む。

特許文献７は、ファイバおよびフェルールを損傷せずに、光損失を最小限に抑え、典型的には、好ましくは約５００Ｗ以上の高出力のレーザ放射を送信することのできるモノリシックユニットを形成するためにファイバを溶融で接着して成端させるモノリシック光フェルールを開示している。エンドキャップ、ファイバおよび可融性粉末は、全部を合わせて溶融したときに、そのように形成される構造がモノリシックになり、光経路が透明になるように、実質的に同じ物理的特性の材料から構成される。

上記開示した先行技術のファイバ成端は、一般にファイバに取り付けるのが難しく、しばしばファイバを傷つけることになり、もしくはｚ方向（ファイバの軸方向）のアライメント不良になり、および／または光ファイバの繋止不良により別の要素へのファイバの結合不良になる。

米国特許第６９８５６６１号明細書 米国特許第８９３８１４６号明細書 米国特許第７７９２４０８号明細書 米国特許第４７３７０１１号明細書 米国特許第７２４２８３５号明細書 米国特許第７３７３０６２号明細書 米国特許第７３０６３７６号明細書

本発明の目的は、前述した欠点のうちの少なくとも１つを軽減する、ＰＣＦの端部成端構造体を提供することである。
一実施形態において、ＰＣＦおよびフェルールのｚ方向の良好なアライメントを提供するとともに、比較的組立が簡単な、ＰＣＦの端部成端構造体を提供することが目的である。

一実施形態において、ＰＣＦの成端した端部で、特に埃、湿気および／または熱に対してＰＣＦの安全な保護を提供する、ＰＣＦの端部成端構造体を提供することが目的である。

一実施形態において、クラッドモードをストリッピングするための新たなオプションを提供する、ＰＣＦの端部成端構造体を提供することが目的である。
一実施形態において、５ｋＷを超える出力などの比較的高出力でＰＣＦが動作する場合でも長い寿命を有する、ＰＣＦの端部成端構造体を提供することが目的である。

以上の目的および他の目的は、請求項に定義されるとともに本明細書中以下説明する、本発明およびその実施形態によって解決されている。
本発明またはその実施形態は、以下の説明から当業者には明らかになる多数の追加の利点を有することが分かっている。

「ｚ方向」という用語は、軸方向を意味し、「軸方向に」という用語は、軸に沿うことを意味する。
「半径方向距離」というフレーズは、議論している構造体、例えばＰＣＦ、フェルール構造体またはその要素の中心軸から半径方向に判断される距離を意味する。「半径方向」とは、中心軸から半径方向外側の方向であり、「半径方向に」というフレーズは、軸に対して半径の向きである。

「実質的に」という用語は、本明細書において、通常の製品の差異および許容差がその用語の範囲内に含まれることを意味すると解釈するべきである。
「約」という用語は、一般に、測定の不確かさ内であるものを含むために使用される。「約」いう用語が範囲で使用されるとき、本明細書においては、測定の不確かさの範囲内であるものがその範囲に含まれることを意味すると解釈するべきである。

「備える／備え」いう用語は、本明細書で使用される場合、非限定用語として解釈されるべき、つまり、要素、ユニット、整数、ステップ、コンポーネントおよびその組み合わせなど、具体的に述べられる特徴の存在を明記すると解釈されるべきであるが、述べられる１以上の他の特徴の存在または追加を排除するものではない。

本明細書または請求項を通し、別の規定がされていない限り、または文脈上要求されない限り、単数は複数を包含する。
すべての径は、別の規定がされていない限り、断面の径である。

本発明によると、端部成端構造体はＰＣＦアセンブリとして提供されている。
本発明のＰＣＦアセンブリは、ＰＣＦと少なくとも１つのフェルール構造体とを備える。ＰＣＦは中心軸を有し、コア領域およびクラッド領域と、第１ファイバ端部が設けられた第１ファイバ端部区間とを備える。

フェルール構造体は中心軸を有し、第１ファイバ端部区間に取り付けられる。フェルール構造体は、内側フェルール構成と、第１ファイバ端部区間を取り囲む外側フェルール構成とを備える。本発明によると、フェルール構造体に内側フェルール構成および外側フェルール構成を設けることにより、ファイバおよびフェルール構造体の組立がはるかに簡単になる新種のフェルール構造体が提供されることが分かっている。特に、内側フェルール構成を内側フェルール前区間と内側フェルール後区間とを備えるように形作ることにより、はるかに簡単な組立が行えることが分かっている。

一実施形態において、内側フェルール構成は、第１ファイバ端部の近位に内側フェルール前区間と、第１ファイバ端部の遠位に内側フェルール後区間とを備える。内側フェルール区間の各々は、内側断面直径を有し、少なくともその長さではＰＣＦを完全に取り囲む。内側フェルール後区間はアンカー長区間で第１ファイバ端部区間に繋止され、内側フェルール前区間は第１ファイバ端部区間を第１ファイバ端部の近位に支持する。有利なことに、内側フェルール前区間は第１ファイバ端部区間に固定または繋止されずに、正確な半径方向アライメントを確保するために第１ファイバ端部区間を単に支持しているだけである。

一実施形態において、「第１ファイバ端部の近位に」というフレーズは、第１ファイバ端部の近くである、好ましくは第１ファイバ端部に隣接していることを意味する。
第１ファイバ端部区間のＰＣＦ中心軸とフェルール構造体の中心軸とが、実質的に平行であることが好ましい。ＰＣＦは、原則として、フェルール構造体の中心軸から離れて配置されてもよいが、ほとんどのアプリケーションでは、第１ファイバ端部区間のＰＣＦ中心軸とフェルール構造体の中心軸とが一致し、それによって組立が簡単になることが望ましい。

組立時、第１ファイバ端部区間は内側フェルール後区間に取り付けられて繋止される。その後、前、または同時に、第１ファイバ端部区間を内側フェルール前区間に取り付けて、第１ファイバ端部をｚ方向の所望の位置にアラインする。その後、内側フェルール前区間および内側フェルール後区間を互いに対して適所に保持し、それによって、フェルール構造体に対する第１ファイバ端部アライメントを固定するように、外側フェルール構成を取り付ける。ファイバを専ら内側フェルール後区間に直接的に繋止することにより、内側フェルール前区間と内側フェルール後区間との距離がファイバ端部端面をｚ方向の所望の位置に位置付けるようになされてから、内側フェルール前区間および内側フェルール後区間を外側フェルール構成に取り付けることによって内側フェルール前区間と内側フェルール後区間との距離を固定できるため、はるかに簡単なファイバ端部端面のアライメントが得られる。

一実施形態において、内側フェルール前区間と内側フェルール後区間とが互いに直接的に固定されるのではなく、外側フェルール構成によって単に連結され、適所に保持されるだけである。好ましくは、内側フェルール前区間および内側フェルール後区間は、軸方向に中間隙間を有するように配置される。隙間は、有利なことに、内側フェルール前区間と内側フェルール後区間との間に、軸方向の距離を提供する。この距離は、約１ｍｍから約１０ｃｍまで、例えば約５ｍｍから約２ｃｍまでなどの範囲であることが好ましい。

一実施形態において、内側フェルール前区間と内側フェルール後区間との間の中間隙間が部分的にＰＣＦの周りに延びて、例えば半環状形の隙間を形成する。一実施形態において、隙間はＰＣＦの全周に延びて、環状形の隙間を形成し、それによって内側フェルール前区間と内側フェルール後区間との間の距離を形成する。どちらの事例においても、第１ファイバ端部区間の一部は内側フェルール構成によって被覆されていない。

一実施形態において、アセンブリは、内側フェルール前区間と第１ファイバ端部区間との間に配置されているアライメントスリーブをさらに備える。それによって内側フェルール前区間は、アライメントスリーブを介して第１ファイバ端部区間を第１ファイバ端部の近位に支持する。アライメントスリーブは第１ファイバ端部で第１ファイバ端部区間を取り囲んで支持するように配置するのが好ましい。

組立時、アライメントスリーブは、第１ファイバ端部に対してｚ方向に所望の位置において第１ファイバ端部区間に取り付けられ、その後、内側フェルール前区間が取り付けられる。

アライメントスリーブとその使用は、ＰＣＦが一般に外径が大幅に異なり、そのためアライメントスリーブがなければ個々のサイズの内側フェルール前区間が必要になることから、非常に有益であることが分かっている。また、以下説明するように、アライメントスリーブは、例えば、アライメントスリーブをファイバの周りに緊縮して十分な支持を与えることによって、外径の異なるＰＣＦに適合するように設けてもよい。

有利なことに、アライメントスリーブは、第１ファイバ端部区間がその全長に、またはその支持区間上にコラプスされることによって、第１ファイバ端部区間を支持する。そのため、アライメントスリーブに適した材料には、第１ファイバ端部区間上に、例えば熱を当てることによって、緊縮またはコラプスすることのできる材料が含まれる。有利なことに、アライメントスリーブは第１ファイバ端部区間に固定または繋止するのではなく、好ましくは蛍光体に所望の軸方向の支持を与えるために適所に機械的に保持される。

一実施形態において、アライメントスリーブはＰＣＦに溶融される。
有利なことに、アライメントスリーブはガラス、好ましくは、溶融シリカガラス、溶融石英および／もしくはドープシリカなどのシリカガラス、ならびに／または約９６％のシリカと４％の酸化ホウ素とを含むホウケイ酸ガラスなど、例えば商品名Ｖｙｃｏｒ（商標）で販売されるガラスなどのホウケイ酸ガラスから作られる。

ドープガラスは、例えば、フッ化物ドープシリカ、ホウ素ドープシリカおよび／またはゲルマニウムドープシリカを含んでもよい。ガラスをドーピングすることにより、ガラスをより展性に、よりコラプスしやすくしてもよい。

前記アライメントスリーブを、１μｍの光に対して、例えば１～２μｍの範囲の光などに対して、最大１．４５の屈折率をもつシリカから作ると有利であることが分かっている。

一実施形態において、アライメントスリーブは、例えばフッ素およびホウ素の両方または一方をドーピングしたシリカなどの、ダウンドープシリカから作られる。
一実施形態において、アライメントスリーブは、クラッド領域の有効屈折率よりも小さい屈折率を有する。

有利なことに、アライメントスリーブは、ＰＣＦで送信されるまたは送信可能な光の波長に対して実質的に完全に透明であり、それによって吸光による過熱のリスクが低減され、さらには回避される。

アライメントスリーブは、好ましくは、ＰＣＦを取り囲むために施されて、熱により、その中央区間など、少なくともその支持区間でコラプスされることによって、ＰＣＦの第１ファイバ端部区間を支持するように配置されている毛細管である。この構造は非常に単純かつ効果的で、そのため経済的に実現可能である。

アライメントスリーブの、ある区間をコラプスするだけで、アライメントスリーブのコラプスされていない長さ部分を、内側フェルール前区間の断面内径に適合する断面外径を有するように形作るようにしてもよい。それにより、内側フェルール前区間の内径が、コラプスされていないアライメントスリーブの外径に相関され、アライメントスリーブの支持長区間をコラプスすることにより、外径の異なるＰＣＦをアライメントスリーブに取り付けることができる。

有利なことに、アライメントスリーブは、アライメントスリーブと内側フェルール前区間との間に中間材料なしで、前記内側フェルール前区間内に保持される。一実施形態において、アライメントスリーブは前記内側フェルール前区間に機械的に保持されるとともに溶融されるか、または、機械的に保持されるかもしくは溶融される。

有利なことに、内側フェルール前区間は、アライメントスリーブを予め選択された軸方向の位置に取り囲んで保持する。内側フェルール前区間の内径は、有利なことに、アライメントスリーブの最大外径よりも僅かに大きく、例えばアライメントスリーブを内側フェルール前区間の中空貫通孔の口径に挿入可能なように僅かに大きく、例えば、直径が約０．１μｍから約２ｍｍ大きく、例えば約１μｍから約１ｍｍ大きくなど、例えば約０．１ｍｍから約０．０１ｍｍ大きくなどすることにより、アライメントスリーブに相関される。

有利なことに、アライメントスリーブは第１ファイバ端部の近位でＰＣＦを取り囲む。好ましくは、第１ファイバ端部およびアライメントスリーブの端部を、ＰＣＦ中心軸に垂直な面でアラインする。

アライメントスリーブは、原則として、最大で内側フェルール前区間の長さなどの、任意の長さ（軸方向で決まる）を有してもよい。実際には、アライメントスリーブは比較的短いが、電磁力の支持を確保できるだけの十分な長さであることが望ましい。有利なことに、アライメントスリーブは少なくとも約１ｍｍまで、例えば約２ｍｍから約５ｃｍまでなど、例えば約５ｍｍから約２ｃｍまでなどの軸方向の長さを有する。ほとんどのＰＣＦアセンブリの場合、アライメントスリーブの最適な長さは約１０ｍｍであることが分かっている。

一実施形態において、アライメントスリーブは、少なくともその支持区間に沿って、第１ファイバ端部区間の外径に適合する内径を有することによって、第１ファイバ端部区間を支持する。この実施形態では、アライメントスリーブの支持区間の内径は、内径よりも最大約０．５ｍｍ大きい、例えば最大約０．１ｍｍなど、例えば最大約０．０１ｍｍなど大きいことが望ましい。アライメントスリーブが第１ファイバ端部区間上に緊縮またはコラプスされるときに、コラプスされていないまたは緊縮されていない状態のアライメントスリーブの内径は大きくてもよく、例えばＰＣＦ直径よりも最大約５ｍｍ大きいなど、例えば最大約３ｍｍ大きいなど、例えばＰＣＦよりも最大約１ｍｍ大きいなどでもよい。

一実施形態では、内側フェルール前区間は、アライメントスリーブを介して、アライメントスリーブを軸方向の位置に機械的に保持することによって第１ファイバ端部区間を支持し、アライメントスリーブの端部と内側フェルール前区間の端部とがフェルール構造体の中心軸に対して垂直な平面でアラインする。好ましくは、第１ファイバ端部、アライメントスリーブの端部および内側フェルール前区間の端部は、ＰＣＦの中心軸に垂直な平面でアラインする。

フェルールの組立時、アライメントスリーブはｚ方向に移動させて、例えば、外側フェルール基準点に対して、ファイバ端面のｚ方向の所望の位置を達成する。これにより、フェルールの所望の光学的な焦点が達成されることを確保する。その後、前、または同時に、ファイバを内側フェルール後区間に繋止する。

一実施形態において、内側フェルール前区間は第１ファイバ端部区間をアライメントスリーブで直接的に第１ファイバ端部の近位に、好ましくは、第１ファイバ端部区間を第１ファイバ端部に軸方向の位置に機械的に保持することによって支持する。好ましくは、内側フェルール前区間の端部と第１ファイバ端部とが、ＰＣＦ中心軸に対して垂直な平面でアラインされる。有利なことに、内側フェルール前区間の内径は、内径よりも最大約０．５ｍｍ、例えば最大約０．１ｍｍなど、例えば最大約０．０１ｍｍなど大きいことが望ましい。

実際の使用時には、ＰＣＦの光出口端部で光の一部が例えば反射および／または入射放射のためにクラッドモードとしてクラッドに案内されることがあり、さらにＰＣＦの入力端部では、ＰＣＦファイバに集光されて送信される光の一部はコアによって案内されずに、例えば、ファイバに入るビームパラメータのミスマッチ、集光レンズの不完全さ、および光学面の埃／不完全さならびに同様なもののために、クラッドモードとして案内されることがある。これらのクラッドモードは、高出力送信用に使用される場合、非常に高温になることがある。また、特に、フェルール構造体内に密閉されているＰＣＦの成端端部の温度が過度に高くなることがあり、ＰＣＦのポリマーコーティングを損傷し、それにより成端全体およびフェルール構造体とＰＣＦとの間の定着状態を損傷させることがある。

コアに結合されない入射放射の成分は、それが保護ポリマーコーティングに逸れるまでクラッド内に伝播し、保護ポリマーコーティングで除去される（「ストリッピングされる」）。ファイバに入力されるレーザ放射源が高出力レーザの場合、これらクラッドモード内の放射の強度は、容易に保護ポリマーコーティングを焼き、ファイバを破壊することが可能である。一例が、放射がファイバのコアではなくクラッドの外周に結合するように、ファイバに戻る実質的な出力が反射される、工業用工作物の対象物（特に金属製対象物）へのレーザ放射である。このため、保護ポリマーコーティングに逸れて破壊する可能性が出る前に、すべてのファイバ成端でクラッドモード放射を除去する必要がある。「モードストリッピング」とは、このようなクラッドモードを除去するために使用される多数の手法に与えられた名前である。

この問題は、アンカー長区間から内側フェルール後区間およびその第１ファイバ端部までＰＣＦからポリマーをなくした、本発明の一実施形態によって解決されている。一実施形態において、フェルール構造体は、第１ファイバ端部区間と内側フェルール後区間との間に環状ハーメチックシールを形成するために第１ファイバ端部区間を取り囲むように配置されたハーメチック半田要素を備える。ハーメチック半田要素は、内側フェルール後区間のアンカー長区間よりも前環状区間の近くに配置される。さらに、内側フェルール後区間のアンカー長区間は完全には環状形ではないことが好ましく、それによりＰＣＦのアンカー長区間から、好ましくはハーメチック半田要素に熱が散逸できるようにする。内側フェルール後区間のアンカー長区間は、ＰＣＦの周りを約２０度から約３５０度まで、例えば約１８０度（半環状形）などに延びていることが好ましい。

ハーメチック半田要素は、追加で、埃および他の望ましくない汚染から、第１ファイバ端部を保護するのに役立つ。ＰＣＦアセンブリがエンドキャップを備える場合、ハーメチック半田要素は、第１ファイバ端部からハーメチック半田要素のｚ方向の位置まで、第１ファイバ端部区間のハーメチックシールを確保する。有利なことに、ＰＣＦのポリマーコーティングは、第１ファイバ端部からハーメチック半田要素のｚ方向の位置まで、第１ファイバ端部区間からストリッピングされる。

一実施形態において、第１ファイバ端部区間は、実質的にＰＣＦに圧力を加えなくても、前記フェルール構造体に取り付けられる。ＰＣＦに圧力を加えるとファイバに応力を生じることがあり、多くのアプリケーションでは、ビーム品質が低品質になることがあり、さらには応力がＰＣＦを損傷させるか、またはＰＣＦの寿命を縮めることがあるため、非常に望ましくない。

一実施形態において、第１ファイバ端部区間は、繋止を含め、内側フェルール後区間への１以上の接合を除いてファイバに直接的に接合することなく、前記フェルール構造体に取り付けられる。

一実施形態において、ＰＣＦは、内側フェルール後区間のアンカー区間から第１ファイバ端部まで、第１ファイバ端部区間にポリマーコーティングがない。
有利なことに、内側フェルール前区間は、約２００ｎｍと約４μｍの間の波長で、少なくとも部分的に透明な材料、例えば、溶融石英または水晶から作られ、内側フェルール後区間は溶融石英もしくは水晶、または金属もしくは合金から作られる。一実施形態において、内側フェルール前区間は、１μｍの光に対し最大１．４５の屈折率を有する、実質的に非ドープシリカから作られる。

一般に、内側フェルール後区間は、高い熱散逸を確保するため、高伝導性で低熱膨張性の材料から作られる。そのため、内側フェルール後区間を、材料の強度、硬度および耐摩耗性を高めるのに役立つ、ニッケルとシリコンを少量添加した高銅合金のＣｏｌｓｉｂｒｏ（登録商標）などの金属または金属合金から作ることが特に望ましい。

外側フェルール構成は主に内側フェルール構成区間を互いに対して適所に保持する機能を有するが、有利なことに、外側フェルール構成はフェルール構造体からの熱散逸も助ける。

有利なことに、外側フェルール構成は金属、セラミックまたはガラス、例えばシリカから作られる。
一実施形態において、外側フェルール構成は、光を吸収するオプションの外側アライメントジャケットに光を逃がせるように、少なくとも部分的に透明である。特に、クラッドモードからの光は外側フェルール構成を介して逃がされ、オプションで、以下詳細に説明するように、ストリッピングされたクラッドモード光を、外側フェルール構成を介して逃がせる。

一実施形態において、外側フェルール構成は内側フェルール構成の内側フェルール前区間および内側フェルール後区間の各々に固定されて、これらを互いに対して定位置において保持して、ＰＣＦの第１ファイバ端部区間がフェルール構造体内で実質的にまっすぐに支持されることが好ましい。外側フェルール構成は、好ましくは、内側フェルール構成に、接着剤、半田、および溶融またはレーザ溶接のうちの少なくとも１つによって固定される。

ＰＣＦアセンブリは、有利なことに、例えば、第１ファイバ端部を埃、湿気および同様な汚染に対して保護するために、エンドキャップ構成を備えてもよい。一実施形態において、フェルール構造体は、第１ファイバ端部の前に配置されるエンドキャップを備える。エンドキャップは、ＰＣＦの構造および意図される用途に応じて、内側フェルール前区間から離してまたは離さずに取り付けてもよい。エンドキャップは、以下詳細に説明するように、内側フェルール前区間に直接的に、または外側フェルール構成の外側フェルール前区間に固定される。

一実施形態において、エンドキャップは外側フェルール構成の外側フェルール前区間に固定される。この実施形態において、外側フェルール構成は、好ましくは、外側フェルール前区間と外側フェルール後区間とを備え、外側フェルール後区間は内側フェルール後区間および内側フェルール前区間の両方に固定され、これらの内側フェルール構成区間を相対位置に保持し、外側フェルール前区間は内側フェルール前区間およびエンドキャップに固定されて、それによりエンドキャップを第１ファイバ端部に対して適所に保持する。

エンドキャップは、例えば集光要素付き、またはなしで、先行技術のようにエンドキャップとしてもよい。有利なことに、エンドキャップは、反射防止コーティングされたシリカのエンドキャップである。エンドキャップを第１ファイバ端部から離して取り付ける場合、エンドキャップが両側に反射防止コーティングを備えることが望ましい。これは、ＰＣＦが中空コアＰＣＦの場合、特に望ましい。

一実施形態において、エンドキャップはレンズである。好ましくは、レンズはその両側に、つまり第１ファイバ端部に面する側およびその反対側に、反射防止コーティングを備える。

ＰＣＦは、原則として、上記冒頭で述べたＰＣＦなどの、任意の種類のＰＣＦであってもよい。一実施形態において、ＰＣＦは、バンドギャップファイバ、カゴメファイバ、***振反射（ＡＲＳ：ａｎｔｉ－ｒｅｓｏｎａｎｔ－ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）ファイバ、またはソリッドコアファイバなどの、中空コアファイバから選択される。

一実施形態において、ＰＣＦは、１０μｍ未満、好ましくは約５０μｍ以下、例えば約５μｍから約４０μｍまでなどのコア直径を有する。
一実施形態において、ＰＣＦはその第１ファイバ端部区間に、後方反射からＰＣＦの端部を保護するための中空毛細管ファイバの終端区間を備える。これは、１つの中空毛細管ファイバをＰＣＦの前、例えば、アライメントスリーブ内または内側フェルール前区間内に位置付けることによって実現される。

一実施形態において、第１ファイバ端部（端面）は金属または反射防止コーティングを有する。
一実施形態において、ＰＣＦは中空コアファイバであり、エンドキャップが外側フェルール構成の外側フェルール前区間に固定されて、エンドキャップと内側フェルール前区間との間にエンドキャップ空間が設けられる。キャップ空間は、１ｍｍから、最大で例えば５ｃｍなど、原則として、ｚ方向に非常に小さく決定されてもよい。実際上、キャップ空間は実務的な理由で約１ｃｍ未満に保たれる。

一実施形態において、中空コアは、コラプスした端部部分（長さが最大２ｍｍ、好ましくは長さが最大１ｍｍなど）と、ファイバ端面に金属または反射防止コーティングを有する。一実施形態において、内側フェルール構成は、流体、特に気体を注入および注出または注入もしくは注出するためのエンドキャップ空間に通じる通路を備える。通路は、好ましくは、内側フェルール前区間と内側フェルール後区間の各々に少なくとも１つの追加貫通孔によって提供される。追加貫通孔は、好ましくは、フェルール構造体の軸に対して実質的に平行である。好ましくは、追加貫通孔は内側フェルール後区間からの出口にバルブ構成を備える。

流体を注入および注出または注入もしくは注出するためのエンドキャップ空間に通じる通路は、有利なことに、例えば、水分のない中空コアを確保するために、適切な気体を注入またはフラッシングするために使用されてもよい。適切な気体には、空気、アルゴン、窒素または前述の気体のいずれかを含む混合気を含む。オプションで、流体を注入および注出または注入もしくは注出するためのキャップ空間は、標準温度で、約１００ｈＰａ（１ｍｂａｒ）以下の中空コア圧力、例えば約１０ｈＰａ（０．１ｍｂａｒ）以下など、例えば約１ｈＰａ（０．０１ｍｂａｒ）以下などを生成するために配置される。

オプションで、流体を注入および注出または注入もしくは注出するためのキャップ空間は、標準温度で、最大２００ｋＰａ（２ｂａｒ）の中空コア圧力、例えば最大約１５０ｋＰａ（１．５ｂａｒ）などを生成するために配置される。

一実施形態において、内側フェルール構成は、内側フェルール前区間と内側フェルール後区間との間の隙間に通じる少なくとも１つの通路を備える。通路は、有利なことに、内側フェルール後区間を貫通し、好ましくは、例えばフェルール構造体の中心軸に平行な貫通孔の形の通路である。前述した気体の注入および／または注出などの、流体の注入および／または注出。一実施形態において、内側フェルール構成は、例えば隙間を乾かすため、および／または熱散逸のために、隙間をフラッシングするため、内側フェルール前区間と内側フェルール後区間との間の隙間に通じる少なくとも２つの通路を備える。

一実施形態において、内側フェルール前区間は後端部を有し、そこで後端部の少なくとも半径方向外側部分は、内側フェルール構成内で伝播する光などの光を出力結合するために、フェルール構造体の中心軸に対して傾斜している。一実施形態において、内側フェルール前区間は後端部を有し、そこで後端部の少なくとも半径方向外側半環状形部分または環状形半径方向外側部分は、光を出力結合するためにフェルール構造体の中心軸に対して傾斜している。有利なことに、外側フェルール構成を通り抜けるように光を出力結合してもよい。

一実施形態において、内側フェルール前区間は後端部を有し、そこで後端部の少なくとも半径方向内側部分は中心軸に対して傾斜して漏斗形状を形成する。それにより、ＰＣＦは内側フェルール前区間で、より取り付けやすくなるであろう。内側フェルール前区間の後端部は、ファイバの周りのその延長部の一部で、またはＰＣＦの周りのその環状形延長部全体で傾斜してもよい。

内側フェルール前区間の後端部は、有利なことに、第１ファイバ端部から副次的に放射される光、および／または内側フェルール構成内で伝播する光などの光を後方反射するために、反射コーティングで被覆してもよい。

一実施形態において、内側フェルール前区間は前端部を有し、前端部は入射光および後方反射光の少なくとも一方に対してフェルール構造体を保護するために、反射コーティングで被覆される。

一実施形態において、内側フェルール後区間は前端部を有し、前端部はフェルール構造体の中心軸に対して傾斜しているとともに前端部は入射光および後方反射光の少なくとも一方に対して保護するために反射コーティングで被覆されるか、前端部はフェルール構造体の中心軸に対して傾斜しているか、または前端部は入射光および後方反射光の少なくとも一方に対して保護するために反射コーティングで被覆される。内側フェルール後区間の前端部は、ファイバの周りのその延長部の一部で、またはＰＣＦの周りのその環状形延長部全体で傾斜してもよい。

上記説明したように、本発明のＰＣＦアセンブリのフェルール構造体は、クラッドモードを反射し、直接ストリッピングすることによって、望ましくないクラッドモードをストリッピングするいくつかの機能を可能にする。以下説明するように、本発明は、望ましくない光をストリッピングするさらに別の機能を可能にする。

一実施形態において、第１ファイバ端部区間は少なくとも１つのモードストリッパ長さ区間を有する。モードストリッパ長さ区間は、モードストリッパ長さ区間で光ファイバと接触して施されるモードストリッピング高屈折率材料およびスキャッティング層の少なくとも一方を備えるととともにモードストリッパ長さ区間のファイバは少なくとも約０．１μの粗さＲａ値を有するか、モードストリッパ長さ区間は、モードストリッパ長さ区間で光ファイバと接触して施されるモードストリッピング高屈折率材料およびスキャッティング層の少なくとも一方を備えるか、またはモードストリッパ長さ区間のファイバは少なくとも約０．１μの粗さＲａ値を有する。

高い粗さＲａ値は、例えば、エッチング（例、レーザエッチングもしくは化学エッチング）または機械的研磨によって提供されてもよい。Ｒａ値は規格ＩＳＯ ４２８７、ＤＩＮ ４７６２および／またはＤＩＮ ４７６８に従って測定されてもよい。

モードストリッパ長さ区間は、順方向伝播するクラッド光を減少させ、または完全に防ぐ。モードストリッピング高屈折率材料は、例えば、（例えば屈折率を高めるためにドーピングされた）シリカ粒子を含む接着剤および／またはケミカルガラスであってもよい。

一実施形態において、ＰＣＦのモードストリッパ長さ区間は、内側フェルール前区間と内側フェルール後区間との間に位置付けられる。
一実施形態において、内側フェルール前区間および内側フェルール後区間のうちの少なくとも１つは、ＰＣＦのＰＣＦのモードストリッパ長さ区間を露出させる溝を有する。

有利なことに、溝は、好ましくはファイバを部分的に取り囲んで、好ましくはＰＣＦの周りの方向に、少なくとも約２０度、および例えば最大約３５０度、好ましくは約２０度から約９０度延びるようにする。

一実施形態において、フェルール構造体は、内側フェルール前区間の外面に直接的に接触して配置されるモードストリッパコーティングを備え、モードストリッパコーティングは、好ましくは、内側フェルール前区間と外側フェルール構成との間に含まれる。

一実施形態において、フェルール構造体は、外側フェルール構成を取り囲む外側アライメントジャケットを備え、外側アライメントジャケットは、好ましくはアライメント手段、好ましくは軸方向（ｚ方向）のアライメント手段および回転方向のアライメント手段のうちの少なくとも１つを備える。

外側アライメントジャケットの主な目的は、フェルール構造体の剛性かつ機械的な強度を確保するとともに、光の出射ビームまたは入力結合ビームに対してＰＣＦのより簡単なアライメントを確保することである。さらに、軸方向および回転方向のアライメントについては、外側アライメントジャケットは非常に有益である。

一実施形態において、アライメント手段は、軸方向（ｚ方向）のアライメント手段、半径方向（ｘ，ｙ方向）のアライメント手段、および回転方向のアライメント手段のうちの少なくとも１つを備える。

有利なことに、アライメント手段は１以上のフランジ、１以上の突起、１以上の窪みおよび／または１以上のマーキングを備える。
好ましくは、アライメント手段は、位置決め制御付きの取付用フランジを備える。

一実施形態において、アライメント手段は、回転方向のファイバ配向、例えばＰＭ配向のマーカを備える。
一般に、ＰＭ軸がフェルールの外側でのアライメント手段に対してアラインされるように、フェルールのファイバを回転できることが望ましい。これは、例えば、アンカー長区間のすぐ隣の内側フェルール後区間に対応するマーキングを有することによって提供されてもよい。

一実施形態において、フェルール構造体は外側フェルール構成を冷却流体によって冷却するように構成されているとともに外側アライメントジャケットは水などの冷却流体の少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口をもつ通路を備えるか、フェルール構造体は外側フェルール構成を冷却流体によって冷却するように構成されているか、または外側アライメントジャケットは水などの冷却流体の少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口をもつ通路を備える。外側フェルール構成の通路および外側アライメントジャケットの両方または一方は、有利なことに、良好な熱散逸を提供するため、下地要素をらせん状に取り囲むように配置される。ストリッピングおよび／または出力結合される光を、内側フェルール構成を介して外側フェルール構成が通すことを確保することにより、この光は外側フェルール構成を介して逃げ、外側アライメントジャケットに吸収されてもよい。それにより、外側アライメントジャケットが加熱されるが、冷却流体による外側アライメントジャケットの冷却により、ＰＣＦが高出力で光を伝送しているときでも、温度を許容レベルに保てる。

一実施形態において、アセンブリは、温度のモニタリング、コネクタのパフォーマンスのモニタリング、およびファイバの損傷のモニタリングのうちの少なくとも１つのために、１以上のセンサ、例えば１以上の光学センサおよび／または電気センサおよび／または化学センサなどをさらに備える。センサは、有利なことに、外側フェルール構成および／または外側アライメントジャケットなど、フェルール構造体内に配置される。有利なことに、センサはファイバセンサであるが、原則として、非ファイバセンサも適用可能である。

一実施形態において、アセンブリは、第２ファイバ端部を備えるＰＣＦの第２端部区間に接続される第２フェルール構造体を備える。第２フェルール構造体は、好ましくは、前述したフェルール構造体であり、ＰＣＦの第２端部区間に、前述したように対応する方法で取り付けられる。一実施形態において、ＰＣＦの第２端部はファイバ接合端部であり、および／または自由空間結合を備えて結合される。

本発明は、前述したＰＣＦアセンブリを備えるレーザシステムも備える。
レーザシステムは、有利なことに、レーザ光源を備え、ＰＣＦアセンブリはレーザ光源から光を受光するためにレーザ光源に光学的に接続される。レーザ光源は、一実施形態では、例えばＰＣＦに溶融することにより、ＰＣＦに光を直接的に送るために配置されてもよい。一実施形態において、レーザ光源は１以上の光学要素介しておよび／または自由空間を介してＰＣＦに光を送るために配置される。

好ましくは、ＰＣＦアセンブリは装置の採光ステーションに光を伝送するように構成される。好ましくは、フェルール構造体をもつ第１ファイバ端部はユーザ装置に接続するように構成される。

装置は、例えば、顕微鏡、手術装置、測定装置（計測）、材料加工装置、照明装置、その任意の組み合わせ、および／または以下詳細に説明する装置である。
レーザ光源は、原則として、ＣＷレーザ光源またはパルスレーザ光源などの、任意の種類のレーザ光源であってもよい。レーザ光源は当業界で周知であり、本明細書ではこれ以上詳細に説明しない。

一実施形態において、レーザ光源はレーザ光パルスを生成するように構成され、好ましくは、レーザ光源はフェムト秒レーザ光源またはピコ秒レーザ光源またはナノ秒レーザ光源である。

一実施形態において、レーザ光源は約３０ｆｓから約３０ｐｓまで、例えば約１００ｆｓから約１０ｐｓまでのポンプ持続時間を有する。
一実施形態において、レーザ光源は、少なくとも約５ｋＷ、例えば少なくとも約１０ｋＷなど、例えば少なくとも約３０ｋＷなど、例えば少なくとも約５０ｋＷなどのレーザ光源の出口において決定されるピーク出力を有する。

レーザ光源は、有利なことに、モード同期レーザ光源である。一実施形態において、レーザ光源は能動的モード同期レーザである。一実施形態において、レーザ光源は受動的モード同期レーザである。モード同期レーザは、好ましくは、１以上の増幅器を備える。

一実施形態において、レーザシステムはスーパーコンティニューム生成のために構成され、レーザ光源は、スーパーコンティニューム生成のためにＰＣＦを供給するように配置されるモード同期ポンプパルス光源である。ＰＣＦは、好ましくは、国際公開第１５１４４１８１号、国際公開第１５００３７１５号、国際公開第１５００３７１４号、米国特許出願公開第２０１５１９２７３２号明細書、および／または米国特許出願公開第２０１１０１３６５２号明細書に記述されるＰＣＦなどの、スーパーコンティニューム生成に適したソリッドコアＰＣＦである。

ＰＣＦがソリッドコアＰＣＦである一実施形態において、ＰＣＦは、複数の非中実のクラッド介在物および中実のクラッド介在物の両方または一方を備える微細構造化ソリッドコアＰＣＦであることが望ましい。ソリッドコアＰＣＦは、好ましくは、約２００ｎｍから約４．５μｍまでの範囲の少なくとも１つの波長、好ましくは１０００ｎｍから約１１００ｎｍまでの範囲の少なくとも１つの波長を備える光、好ましくはシングルモード光を案内するように構成される。

一実施形態において、ＰＣＦは中空コアＰＣＦであり、好ましくは、中空コアＰＣＦは、約２００ｎｍから約４．５μｍまでの範囲の少なくとも１つの波長、好ましくは１０００ｎｍから約１１００ｎｍまでの範囲の少なくとも１つの波長を備える光、好ましくはシングルモード光を案内するように構成される。

一実施形態において、ＰＣＦは、好ましくは少なくとも約０．１μｍ、例えば少なくとも約０．３μｍなど、例えば少なくとも約０．５μｍなどにまたがる光の波長の連続波を案内するように構成される。

一実施形態において、中空コアＰＣＦは、外側クラッド領域と、外側クラッド領域に取り囲まれているＮ本の中空管とを備え、中空管の各々が外側クラッドに溶融されて、内側クラッド領域および内側クラッド領域に取り囲まれる中空コア領域を画定するリングを形成し、好ましくは、Ｎは６から１２であり、より好ましくは、Ｎは７である。有利なことに、中空管は互いに接触しておらず、好ましくは、中空管は隣接する中空管に対して実質的に等距離を空けて配置される。

中空コアＰＣＦは、有利なことに、本件出願人による「中空コア光ファイバおよびレーザシステム（ＨＯＬＬＯＷ ＣＯＲＥ ＯＰＴＩＣＡＬ ＦＩＢＥＲ ＡＮＤ Ａ ＬＡＳＥＲ ＳＹＳＴＥＭ）」の名称の同時継続出願であるデンマーク特許出願第２０１５７０８７７号明細書に記述される通りである。

このレーザシステムのＰＣＦは、有利なことに、約３μｍから約１００μｍまで、例えば約１０μｍから約５０μｍまでなど、例えば約１０μｍから約３０μｍまでなどのコア領域直径を有する。

本発明は、前述したＰＣＦアセンブリに適した１組の相関フェルール要素も備える。
１組の相関フェルール要素は、前述したＰＣＦアセンブリを生成するために、ＰＣＦにフェルール構造体を提供するために必要な要素を備える。

１組の相関フェルール要素は、
・内側フェルール構成を形成するための内側フェルール前区間および内側フェルール後区間と、
・外側フェルール構成と、を備え、
内側フェルール前区間、内側フェルール後区間および外側フェルール構成の各々が長さおよび中心軸を有し、それぞれの中心軸に平行な、またはそれらと一致する主中空貫通孔を備え、１組の相関フェルール要素は、好ましくは、長さおよび中心軸を有するアライメントスリーブをさらに備え、中心軸に平行な、またはそれと一致する主中空貫通孔を備える。

有利なことに、要素は、アライメントスリーブを内側フェルール前区間の主中空貫通孔内に位置付けることができ、内側フェルール前区間および内側フェルール後区間を、内側フェルール構成を形成するために外側フェルール構成の主中空貫通孔内に取り付けることができるように相関される。それにより、１組の相関フェルール要素はＰＣＦとともにＰＣＦアセンブリに組み立てられてもよい。

アライメントスリーブは、有利なことに、毛細管であり、アライメントスリーブの主中空貫通孔は約２ｍｍ以下、例えば約１ｍｍ以下など、例えば０．５ｍｍ以下などの内径を有し、アライメントスリーブは、好ましくは、前述した通りその長さの少なくとも一部でコラプス可能である。

アライメントスリーブは、有利なことに、前述した通りにし、前述した材料から作られてもよい。
一実施形態において、アライメントスリーブは、好ましくは少なくとも約１ｍｍ、例えば約２ｍｍから約５ｃｍまでなどの軸方向の長さを有する。

内側フェルール前区間および内側フェルール後区間ならびに外側フェルール構成は、有利なことに、前述した通りにし、前述した材料から作られる。
一実施形態において、１組は、内側フェルール前区間に取り付けることにより、または外側フェルール構成の外側フェルール前区間に取り付けることにより、内側フェルール前区間の前に配置されるように構成されるエンドキャップをさらに備える。エンドキャップは、好ましくは、例えば前述したように、反射防止コーティングされたシリカエンドキャップである。

一実施形態において、内側フェルール前区間および内側フェルール後区間のそれぞれは、流体通路を提供するための１以上の追加貫通孔を備え、追加貫通孔は、好ましくは、それぞれの内側フェルール区間の軸に実質的に平行であり、オプションで、追加貫通孔は内側フェルール後区間からの出口に、例えば前述したようなバルブ構成を備える。

一実施形態において、内側フェルール前区間は後端部を有し、後端部の少なくとも半径方向外側部分は内側フェルール前区間の中心軸に対して傾斜しているとともに後端部は好ましくは前述したように光を出力結合するために反射コーティングで被覆されるか、後端部の少なくとも半径方向外側部分は内側フェルール前区間の中心軸に対して傾斜しているか、または後端部は好ましくは前述したように光を出力結合するために反射コーティングで被覆される。

一実施形態において、内側フェルール前区間は後端部を有し、後端部の少なくとも半径方向内側部分は、中心軸に対して傾斜して漏斗形状を形成することによって、例えば前述したようにＰＣＦを内側フェルール前区間に挿入しやすくなる。

有利なことに、内側フェルール前区間は前端部を有し、前端部は反射コーティングで被覆される。
一実施形態において、内側フェルール後区間は前端部を有し、前端部は内側フェルール後区間の中心軸に対して傾斜しているとともに前端部は好ましくは前述したように反射コーティングで被覆されるか、前端部は内側フェルール後区間の中心軸に対して傾斜しているか、または前端部は好ましくは前述したように反射コーティングで被覆される。

一実施形態において、内側フェルール前区間および内側フェルール後区間のうちの少なくとも１つはその主中空貫通孔に通じる溝を有し、溝は、好ましくは、少なくとも約２０度、例えば最大約３５０度など、例えば最大約９０度などで延びている環状方向の延長部を有する。

一実施形態において、１組は、例えば前述したように、外側フェルール構成を取り囲むように配置することができるよう外側フェルール構成に相関される外側アライメントジャケットをさらに備える。外側アライメントジャケットは、好ましくは、例えば前述したアライメント手段を備える。

有利なことに、外側フェルール構成および／または外側アライメントジャケットは、例えば前述したように、冷却流体用の少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口をもつ通路を備える。

本発明は、前述したレーザシステムを備える装置も備え、ＰＣＦアセンブリは装置の受光ステーションに光を伝送するように構成される。
装置は、原則として、その操作にレーザ光を使用する任意の種類の装置であってもよい。一実施形態において、装置は対象物を照らすように構成されている照明装置であり、照明装置は、好ましくは、顕微鏡、分光器または内視鏡から選択される。

一実施形態において、照明源は、蛍光イメージング、蛍光寿命イメージング（ＦＬＩＭ：Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｌｉｆｅｔｉｍｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）、全反射照明蛍光（ＴＩＲＦ：Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）顕微鏡法、蛍光共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ：ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｅｒ）、パルス交替励起フォスター共鳴エネルギー移動（ＰＩＥ－ＦＲＥＴ：ｐｕｌｓｅ ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｆｏｓｔｅｒ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｅｒ）、ブロードバンド分光法、ナノフォトニクス、フローサイトメトリ、計測などの工業用検査、ガス検知などのリングダウン分光法、ハイパースペクトル分光法（例えば果実の作物分析、飛行時間分光法（ＴＣＳＰＣ：ｔｉｍｅ ｏｆ ｆｌｉｇｈｔ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ））などの分光分析法、１分子イメージング、およびそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つに適合される。

一実施形態において、装置は、好ましくは穴明け、マーキング、切削、およびスクライビングのうちの少なくとも１つなどの材料加工用のマイクロ加工装置である。
一実施形態において、装置は、目の手術（眼科）用の装置などの手術装置である。

上記説明した本発明および本発明の実施形態のすべての特徴は、範囲および好適な範囲を含め、かかる特徴を組み合わせるべきではない特別の理由がない限り、本発明の範囲内で様々な形で組み合わせることができる。

本発明の上記および／または追加の目的、特徴および利点は、添付の図面を参照して、以下の例示的かつ非限定的な本発明の実施形態の詳細な説明からさらに明らかになるであろう。

本発明によるＰＣＦアセンブリの第１実施形態の断面図であり、後端部の半径方向内側部分は中心軸に対して傾斜して漏斗形状を形成している。 本発明によるＰＣＦアセンブリの第２実施形態の断面図であり、内側フェルール後区間は、内側フェルール前区間と内側フェルール後区間との間の隙間に通じる通路を有する。 本発明によるＰＣＦアセンブリの第３実施形態の断面図であり、ＰＣＦはその第１ファイバ端部区間にモードストリッパ区間を有し、内側フェルール前区間は、ＰＣＦの前記モードストリッパ長さ区間を露出させる溝を有する。 本発明によるＰＣＦアセンブリの第４実施形態の断面図であり、ＰＣＦはその第１ファイバ端部区間にモードストリッパ区間を有し、内側フェルール後区間は、ＰＣＦの前記モードストリッパ長さ区間を露出させる溝を有する。 本発明によるＰＣＦアセンブリの第５実施形態の断面図であり、内側フェルール前区間の後端部の一部がフェルール構造体の中心軸に対して傾斜して、内側フェルール構成内で伝播する光を出力結合する。 本発明によるＰＣＦアセンブリの第６実施形態の断面図であり、内側フェルール後区間の後端部は、その環状延長部全体が、フェルール構造体の中心軸に対して傾斜して、内側フェルール構成内で伝播する光を出力結合する。 本発明によるＰＣＦアセンブリの第７実施形態の断面図であり、ＰＣＦはその第１ファイバ端部区間に、内側フェルール前区間と内側フェルール後区間との間の隙間にモードストリッパ区間を有する。 本発明によるＰＣＦアセンブリの第８実施形態の断面図であり、ＰＣＦアセンブリは、内側フェルール前区間に取り付けられるエンドキャップを備える。 本発明によるＰＣＦアセンブリの第９実施形態の断面図であり、ＰＣＦアセンブリは、外側フェルール前区間に取り付けられるエンドキャップを備える。 図９に図示する第９実施形態の変型例であるＰＣＦアセンブリの断面図である。 本発明によるＰＣＦアセンブリの第１０実施形態の断面図であり、ＰＣＦアセンブリは外側アライメントジャケットを備える。 本発明によるＰＣＦアセンブリの第１１実施形態の断面図であり、ＰＣＦアセンブリはアライメントスリーブを備える。 本発明によるＰＣＦアセンブリの第１２実施形態の断面図であり、ＰＣＦアセンブリはアライメントスリーブを備え、ＰＣＦは中空コア毛細管の区画を備える。 図１２のＰＣＦアセンブリのアライメントスリーブおよび支持される第１ファイバ端部区間の拡大断面図である。 本発明によるＰＣＦアセンブリの第１３実施形態の断面図であり、ＰＣＦアセンブリは、コラプスされた支持区間をもつアライメントスリーブを備える。 図１３のＰＣＦアセンブリのアライメントスリーブおよび支持される第１ファイバ端部区間の拡大断面図。 ＰＣＦファイバ端部区間の略断面図。 ＰＣＦファイバ端部区間の略断面図。 ＰＣＦファイバ端部区間の略断面図。 ＰＣＦファイバ端部区間の略断面図。 本発明の一実施形態のレーザシステムおよびユーザ装置の略図。 本発明の一実施形態の装置およびユーザ装置の略図。 レーザシステムがスーパーコンティニュームレーザシステムである本発明の一実施形態の装置およびユーザ装置の略図。 レーザシステムがスーパーコンティニュームレーザシステムである本発明の一実施形態の装置およびユーザ装置の略図。

図面は簡略図であり、明確にするために単純化していることがある。全体を通し、同一の部品または対応する部品には同じ参照符号を使用している。
図１のＰＣＦアセンブリは、第１ファイバ端部１ａが設けられた第１ファイバ端部区間１を有するフォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ）アセンブリ用ＰＣＦと、フェルール構造体とを備える。フェルール構造体は、第１ファイバ端部１ａの近位に内側フェルール前区間２と、第１ファイバ端部１ａの遠位に内側フェルール後区間３とを備える内側フェルール構成を備える。内側フェルール前区間２および内側フェルール後区間３は、それぞれ、内側フェルール前区間２および内側フェルール後区間の中心軸に一致する中空貫通孔２ａ、３ａを備える。ＰＣＦ第１ファイバ端部区間は前記中空貫通孔２ａ、３ａに取り付けられて、内側フェルール構成が第１ファイバ端部区間を取り囲むようにする。

内側フェルール後区間３はアンカー長区間３ｂで前記第１ファイバ端部区間１に繋止され、ＰＣＦの１ｃの地点から第１ファイバ端部まで、ＰＣＦにはポリマーコーティングがない。内側フェルール前区間２は第１ファイバ端部区間１を、その第１ファイバ端部区間を軸方向の位置に第１ファイバ端部の近位に機械的に保持することによって、第１ファイバ端部１ａの近位に支持する。見て分かるように、内側フェルール前区間と第１ファイバ端部とがＰＣＦの中心軸に垂直な平面においてアラインされている。

フェルール構造体は、内側フェルール構成を取り囲むように配置される外側フェルール構成５をさらに備える。外側フェルール構成５は内側フェルール前区間２および内側フェルール後区間３の各々に固定されて、これらを互いに対して定位置に保持するとともに、その間に隙間４を形成する。外側フェルール構成５はその両端のそれぞれで、内側フェルール構成の各区間２、３に半田６によって固定される。

ＰＣＦ第１ファイバ端部区間は、有利なことに、内側フェルール前区間２と内側フェルール後区間３との間の隙間４に比較的まっすぐに保持される。図示していない代替実施形態では、ＰＣＰは内側フェルール前区間２と内側フェルール後区間３との間に余剰長さを有する。

内側フェルール前区間２の後端部の半径方向内側部分２ｃは中心軸に対して傾斜して漏斗形状を形成するので、組立中ＰＣＦ１を内側フェルール前区間に送り込みやすくなる。内側フェルール前区間２の後端部の半径方向外側部分２ｄは、有利なことに、傾斜した反射コーティングで被覆されて、内側フェルール構成内で伝播する光を後方反射する。

さらに、内側フェルール前区間２の前端部２ｅは、好ましくは、反射コーティングで被覆されて、フェルール構造体を入射光および／または後方反射光に対して保護し、内側フェルール後区間の前端部３ｅは、好ましくは、反射コーティングで被覆されて、入射光および／または後方反射光に対して保護される。

図２のＰＣＦアセンブリは、第１ファイバ端部１１ａが設けられた第１ファイバ端部区間１１を有するフォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ）アセンブリ用ＰＣＦと、フェルール構造体とを備える。フェルール構造体は、第１ファイバ端部１１ａの近位に内側フェルール前区間１２と、第１ファイバ端部１１ａの遠位に内側後区間１３とを備える内側フェルール構成を備える。内側フェルール後区間１３はアンカー長区間１３ｂで第１ファイバ端部区間１１に繋止されて、ＰＣＦの１１ｃの地点から第１ファイバ端部まで、ＰＣＦにはポリマーコーティングがない。フェルール構造体は、内側フェルール前区間１２および内側フェルール後区間１３の各々に固定されて配置される外側フェルール構成１５を備え、これらを互いに対して定位置に保持する。内側フェルール後区間の前端部３ｅは、好ましくは、反射コーティングで被覆されて、入射光および／または後方反射光に対して保護する。

内側フェルール後区間１３の前端部１３ｅはフェルール構造体の中心軸に対して傾斜して、フェルール光を出力結合するための外向き端面を形成する。外側フェルール構成１５は、好ましくは、出力結合光に実質的に透明である。内側フェルール後区間１３は、内側フェルール前区間１２と内側フェルール後区間１５との間の隙間１４に通じる通路１３ｆを備える。通路は前述したように隙間１４に流体を充填し、または隙間１４から流体を注出するために使用してもよい。

図３のＰＣＦアセンブリは、第１ファイバ端部２１ａが設けられた第１ファイバ端部区間２１を有するフォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ）アセンブリ用ＰＣＦと、フェルール構造体とを備える。フェルール構造体は、第１ファイバ端部２１ａの近位に内側フェルール前区間２２と、第１ファイバ端部２１ａの遠位に内側フェルール後区間２３とを備え、第１ファイバ端部区間２１を取り囲む内側フェルール構成を備える。

内側フェルール後区間２３はアンカー長区間２３ｂで前記第１ファイバ端部区間２１に繋止され、ＰＣＦの２１ｃの地点から第１ファイバ端部まで、ＰＣＦにはポリマーコーティングがない。内側フェルール前区間２２は、前記第１ファイバ端部区間を軸方向の位置において第１ファイバ端部の近位に機械的に保持することによって、第１ファイバ端部区間２１を第１ファイバ端部２１ａの近位に支持する。

フェルール構造体は、内側フェルール前区間２２および内側フェルール後区間２３の各々に固定される外側フェルール構成２５をさらに備え、これらを互いに対して定位置に保持するとともに、その間に隙間２４を形成する。外側フェルール構成２５はその端部のそれぞれで、内側フェルール構成のそれぞれの区間２２、２３に半田２６によって固定される。

内側フェルール後区間２３の前端部２３ｅはフェルール構造体の中心軸に対して傾斜して、内側フェルール構成内で伝播する光を出力結合するために外向き端面を形成するとともに、後方反射を低減する。内側フェルール後区間２３は、内側フェルール前区間２２と内側フェルール後区間２５との間の隙間２４に通じる通路２３ｆをさらに備える。通路は前述したように隙間２４に流体を充填し、または隙間２４から流体を注出するために使用してもよい。ＰＣＦはその第１ファイバ端部区間２１にモードストリッパ区間２７を有し、内側フェルール前区間２２はＰＣＦモードストリッパ長さ区間２７を露出させる溝２７ａを有する。

モードストリッパ２７の出力結合効率をモニタリングするために、ＰＣＦモードストリッパ長さ区間を露出させる溝２７ａの上の外側フェルール構成２５にセンサ２８が取り付けられる。

図３のＰＣＦアセンブリは、内側フェルール構成を備えるフェルール構造体とともに組み立てられる第１ファイバ端部区間３１を有するフォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ）アセンブリ用ＰＣＦを備え、内側フェルール構成は、第１ファイバ端部の近位に内側フェルール前区間３２と、第１ファイバ端部の遠位に内側フェルール後区間３３とを備え、第１ファイバ端部区間３１を取り囲む。

内側フェルール後区間３３は第１ファイバ端部区間３１に繋止され、ＰＣＦの３１ｃの地点からＰＣＦの第１ファイバ端部まで、ＰＣＦにはポリマーコーティングがない。内側フェルール前区間３２は、前記第１ファイバ端部区間を軸方向の位置において第１ファイバ端部の近位に機械的に保持することによって、第１ファイバ端部区間３１を第１ファイバ端部３１ａの近位に支持する。

フェルール構造体は、内側フェルール前区間３２および内側フェルール後区間３３の各々に固定される外側フェルール構成３５をさらに備え、これらを互いに対して定位置に保持するとともに、その間に隙間３４を形成する。外側フェルール構成３５はその端部のそれぞれで、内側フェルール構成のそれぞれの区間３２、３３に半田３６で固定される。

ＰＣＦはその第１ファイバ端部区間３１にモードストリッパ区間３７を有し、内側フェルール後区間３３はＰＣＦモードストリッパ長さ区間３７を露出させる溝３７ａを有する。

モードストリッパ３７の出力結合効率をモニタリングするため、ＰＣＦモードストリッパ長さ区間を露出させる溝３７ａの上の外側フェルール構成３５にセンサ３８が取り付けられる。

図５のＰＣＦアセンブリは、内側フェルール構成を備えるフェルール構造体とともに組み立てられる第１ファイバ端部区間４１を有するフォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ）アセンブリ用ＰＣＦを備え、内側フェルール構成は、第１ファイバ端部の近位に内側フェルール前区間４２と、第１ファイバ端部の遠位に内側フェルール後区間４３とを備え、第１ファイバ端部区間４１を取り囲む。

内側フェルール後区間４３は第１ファイバ端部区間４１に繋止されて、ＰＣＦの４１ｃの地点から第１ファイバ端部まで、ＰＣＦにはポリマーコーティングがない。内側フェルール前区間４２は、前記第１ファイバ端部区間を軸方向の位置において第１ファイバ端部の近位に機械的に保持することによって、第１ファイバ端部区間４１を第１ファイバ端部４１ａの近位に支持する。

フェルール構造体は、内側フェルール前区間４２および内側フェルール後区間４３の各々に固定される外側フェルール構成４５をさらに備え、これらを互いに定位置に保持するとともに、その間に隙間４４を形成する。外側フェルール構成４５は、その端部のそれぞれに、内側フェルール構成のそれぞれの区間４２、４３に半田４６で固定される。

ＰＣＦはその第１ファイバ端部区間４１にモードストリッパ区間４７を有し、内側フェルール後区間４３はＰＣＦモードストリッパ長さ区間４７を露出させる溝４７ａを有する。

内側フェルール後区間４３の前端部４３ｅはフェルール構造体の中心軸に対して傾斜して、内側フェルール構成内で伝播する光を出力結合するための外向き端面を形成するとともに、光の後方反射を低減する。部分４２ｂ（例えば、内側フェルール前区間の後端部の半環状形部分）はフェルール構造体の中心軸に対して傾斜して、内側フェルール構成内で伝播する光を出力結合するとともに、光の後方反射を低減する。残りの部分４２ｃは傾斜せずに、中心軸に対して実質的に垂直な端面を有する。内側フェルール前区間の後端部の傾斜しない部分４２ｃは、有利なことに、光の後方反射を低減するために反射コーティングで被覆される。

内側フェルール前区間の傾斜部分４２ｂおよびモードストリッパ４７のそれぞれの出力結合効率をモニタリングするために、内側フェルール前区間の後端部およびＰＣＦモードストリッパ長さ区間を露出させる溝４７ａのそれぞれの上の外側フェルール構成４５にセンサ４８ａ、４８ｂが取り付けられる。

図６のＰＣＦアセンブリは図５のＰＣＦアセンブリの変型例であり、内側フェルール前区間の後端部の後端部４２ｂ全体がフェルール構造体の中心軸に対して傾斜して、内側フェルール構成内で伝播する光を出力結合するとともに、光の後方反射を低減する変更がなされている。

図７のＰＣＦアセンブリは、内側フェルール構成を備えるフェルール構造体とともに組み立てられる第１ファイバ端部区間５１を有するフォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ）アセンブリ用ＰＣＦを備え、内側フェルール構成は、第１ファイバ端部の近位に内側フェルール前区間５２と、第１ファイバ端部の遠位に内側フェルール後区間５３とを備え、第１ファイバ端部区間５１を取り囲む。

内側フェルール後区間５３は第１ファイバ端部区間５１に繋止されて、ＰＣＦの５１ｃの地点から第１ファイバ端部５１ａまで、ＰＣＦにはポリマーコーティングがない。内側フェルール前区間５２は、前記第１ファイバ端部区間を軸方向の位置において第１ファイバ端部の近位に機械的に保持することによって、第１ファイバ端部区間５１を第１ファイバ端部５１ａの近位に支持する。

フェルール構造体は、内側フェルール前区間５２および内側フェルール後区間５３の各々に固定される外側フェルール構成５５をさらに備え、これらを互いに対して定位置に保持するとともに、その間に隙間５４を形成する。外側フェルール構成５５はその端部のそれぞれで、内側フェルール構成のそれぞれの区間５２、５３に半田５６で固定される。

ＰＣＦはその第１ファイバ端部区間５１に、内側フェルール前区間５２と内側フェルール後区間５３との間に位置付けられるモードストリッパ区間５７を有する。
図８のＰＣＦアセンブリは、内側フェルール構成を備えるフェルール構造体とともに組み立てられる第１ファイバ端部区間６１を有するフォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ）アセンブリ用ＰＣＦを備え、内側フェルール構成は、第１ファイバ端部の近位に内側フェルール前区間６２と、第１ファイバ端部の遠位に内側フェルール後区間６３とを備え、第１ファイバ端部区間６１を取り囲む。

内側フェルール後区間６３はアンカー長区間６３ｂで第１ファイバ端部区間６１に繋止され、ＰＣＦの６１ｃの地点から第１ファイバ端部６１ａまで、ＰＣＦにはポリマーコーティングがない。

フェルール構造体は、第１ファイバ端部区間６１と内側フェルール後区間６３との間に環状ハーメチックシール６６ａを形成するために第１ファイバ端部区間６１を取り囲むように配置されたハーメチック半田要素６６ａを備え、ハーメチック半田要素６６ａは内側フェルール後区間のアンカー長区間６３ｂよりも前環状区間６２の近くに配置される。図面で分かるように、内側フェルール後区間６３のアンカー長区間６３ｂは完全には環状形ではなく、内側フェルール後区間のアンカー長区間６３は、好ましくは、ＰＣＦの周りを約２０度から約３５０度まで、例えば約１８０度などで延びている。

フェルール構造体は、内側フェルール前区間６２および内側フェルール後区間６３の各々に固定される外側フェルール構成６５をさらに備え、これらを互いに対して定位置に保持するとともに、その間に隙間６４を形成する。外側フェルール構成６５はその端部のそれぞれで、内側フェルール構成のそれぞれの区間６２、６３に半田６６で固定される。

フェルール構造体は第１ファイバ端部６１ｃの前に、好ましくは第１ファイバ端部６１ｃに直接的に接触して配置されるエンドキャップ６７をさらに備える。エンドキャップ６７は内側フェルール前区間に直接的に固定される。上記説明したように、この実施形態はＰＣＦがソリッドコアＰＣＦの場合に特に有益である。

図９のＰＣＦアセンブリは、内側フェルール構成を備えるフェルール構造体とともに組み立てられる第１ファイバ端部区間７１を有するフォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ）アセンブリ用ＰＣＦを備え、内側フェルール構成は、第１ファイバ端部の近位に内側フェルール前区間７２と、第１ファイバ端部の遠位に内側フェルール後区間７３とを備え、第１ファイバ端部区間７１を取り囲む。

内側フェルール後区間７３はアンカー長区間７３ｂで第１ファイバ端部区間７１に繋止され、ＰＣＦの７１ｃの地点から第１ファイバ端部７１ａまで、ＰＣＦにはポリマーコーティングがない。

フェルール構造体は、第１ファイバ端部区間７１と内側フェルール後区間７３との間に環状ハーメチックシール７６ａを形成するために第１ファイバ端部区間７１を取り囲むように配置されたハーメチック半田要素７６ａを備え、ハーメチック半田要素７６ａは内側フェルール後区間のアンカー長区間７３ｂよりも前環状区間７２の近くに配置される。

ハーメチック半田要素は、第１ファイバ端部７１ｃからハーメチック半田要素７６ａのｚ方向の位置まで、第１ファイバ端部区間７１のハーメチックシールを確保する。
フェルール構造体は、外側フェルール前区間７５ａおよび外側フェルール後区間７５を備える外側フェルール構成７５、７５ａをさらに備える。外側フェルール後区間７５は内側フェルール前区間７２および内側フェルール後区間７３の各々に固定されて、これらを互いに対して定位置に保持するとともに、その間に隙間７４を形成する。外側フェルール後区間７５は、その端部のそれぞれで、内側フェルール構成のそれぞれの区間７２、７３に半田７６で固定され、外側フェルール前区間７５ａは内側フェルール前区間７２に半田７６で固定される。

フェルール構造体は、第１ファイバ端部７１ｃの前に配置されるエンドキャップ７７をさらに備える。エンドキャップ７７は内側フェルール前区間７２から離して取り付けられることによって、エンドキャップ７７と内側フェルール前区間７２との間にエンドキャップ空間７８を形成する。エンドキャップは外側フェルール構成の外側フェルール前区間７５ａに固定される。それによって、外側フェルール構成の外側フェルール前区間７５ａは、内側フェルール前区間７２および第１ファイバ端部区間７１ｃに対して所望の位置においてエンドキャップ７７を保持する。上記説明したように、この実施形態はＰＣＦが中空コアＰＣＦである場合に特に有益である。

内側フェルール構成７２、７３は、流体を注入および／または注出するためのエンドキャップ空間７８に通じる通路を備える。通路は、内側フェルール前区間７２および内側フェルール後区間７３のそれぞれの追加貫通孔７２ｆ、７３ｆによって提供される。有利なことに、貫通孔７２ｆ、７３ｆおよびエンドキャップ空間７８に通じる所望の開閉機能を確保するために、図示されていないバルブ構成が配置される。

図９ａに図示するＰＣＦアセンブリは、図９のＰＣＦアセンブリとは、エンドキャップがレンズ７７ａであること、好ましくはレンズ７７ａがその両面に反射防止コーティングを備える点が異なる。

図１０のＰＣＦアセンブリは、内側フェルール構成を備えるフェルール構造体とともに組み立てられる第１ファイバ端部区間８１を有するフォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ）アセンブリ用ＰＣＦを備え、内側フェルール構成は、第１ファイバ端部の近位に内側フェルール前区間８２と、第１ファイバ端部の遠位に内側フェルール後区間８３とを備え、第１ファイバ端部区間８１を取り囲む。

内側フェルール後区間８３はアンカー長区間８３ｂで第１ファイバ端部区間８１に繋止され、ＰＣＦの８１ｃの地点から第１ファイバ端部８１ａまで、ＰＣＦにはポリマーコーティングがない。

フェルール構造体は、第１ファイバ端部区間８１と内側フェルール後区間８３との間に環状ハーメチックシール８６ａを形成するために第１ファイバ端部区間８１を取り囲むように配置されたハーメチック半田要素８６ａを備える。

ハーメチック半田要素８６ａは、第１ファイバ端部８１ｃからハーメチック半田要素８６ａのｚ方向の位置まで、第１ファイバ端部区間８１のハーメチックシールを確保する。
外側フェルール後区間８５は内側フェルール前区間８２および内側フェルール後区間８３の各々に固定されて、これらを互いに対して定位置に保持するとともに、その間に隙間を形成する。外側フェルール後区間８５はその端部のそれぞれで、内側フェルール構成のそれぞれの区間８２、８３に半田８６で固定され、外側フェルール前区間８５ａは内側フェルール前区間８２に半田８６で固定される。

フェルール構造体は、第１ファイバ端部８１ｃの前に配置されるエンドキャップ８７をさらに備える。エンドキャップ８７は内側フェルール前区間８２から離して取り付けられ、それによってエンドキャップ８７と内側フェルール前区間８２との間にエンドキャップ空間８８を形成する。エンドキャップは外側フェルール構成の外側フェルール前区間８５ａに固定される。

フェルール構造体は外側フェルール構成８５、８５ａを取り囲む外側アライメントジャケット８９を備え、外側アライメントジャケットは、好ましくは、図示される実施形態におけるアライメント用フランジ８９ａと回転方向アライメント用、例えばファイバ回転配向用の突起８９ｂとを含む、アライメント用手段８９ａ、８９ｂを備える。

図１１のＰＣＦアセンブリは、内側フェルール構成を備えるフェルール構造体とともに組み立てられる第１ファイバ端部区間９１を有するフォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ）アセンブリ用ＰＣＦを備え、内側フェルール構成は、第１ファイバ端部の近位に内側フェルール前区間９２と、第１ファイバ端部の遠位に内側フェルール後区間９３とを備え、第１ファイバ端部区間９１を取り囲む。

アセンブリは、内側フェルール前区間９２と第１ファイバ９１の端部区間との間に配置されて第１ファイバ端部区間９１を完全に取り囲むアライメントスリーブ９０をさらに備え、内側フェルール前区間９２はアライメントスリーブ９０を介して第１ファイバ端部区間９１を第１ファイバ端部９１ａの近位に支持するようになる。図１１に図示する実施形態では、アライメントスリーブ９０は毛細管の短い区間である。

アライメントスリーブ９０の前端部、内側フェルール前区間９２の前端部、および第１ファイバ端部９１ａは、フェルール構造体の中心軸に対して垂直な平面においてアラインしている。

内側フェルール後区間９３はアンカー長区間９３ｂで第１ファイバ端部区間９１に繋止され、ＰＣＦの９１ｃの地点から第１ファイバ端部９１ａまで、ＰＣＦにはポリマーコーティングがない。

フェルール構造体は、第１ファイバ端部区間９１と内側フェルール後区間９３との間に環状ハーメチックシール９６ａを形成するために第１ファイバ端部区間９１を取り囲むように配置されたハーメチック半田要素９６ａを備える。

外側フェルール後区間９５は内側フェルール前区間９２および内側フェルール後区間９３の各々に固定されて、これらを互いに対して定位置に保持するとともに、その間に隙間を形成する。外側フェルール後区間９５はその端部のそれぞれで、内側フェルール構成のそれぞれの区間９２、９３に半田９６で固定され、外側フェルール前区間９５ａは内側フェルール前区間９２に半田９６で固定される。

フェルール構造体は、第１ファイバ端部９１ｃの前に配置されるエンドキャップ９７をさらに備える。エンドキャップ９７は内側フェルール前区間９２から離して取り付けられる。エンドキャップは外側フェルール構成の外側フェルール前区間８５ａに固定される。

フェルール構造体は外側フェルール構成９５、９５ａを取り囲む外側アライメントジャケット９９を備え、外側アライメントジャケットは、好ましくは、アライメント用手段９９ａ、９９ｂを備える。

コネクタのパフォーマンスをモニタリングし、および／またはファイバの損傷をモニタリングするために、外側アライメントジャケット９９にセンサ９８が取り付けられる。
図１２および図１２ａのＰＣＦアセンブリは、内側フェルール構成を備えるフェルール構造体とともに組み立てられる第１ファイバ端部区間１０１を有するフォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ）アセンブリ用ＰＣＦを備え、内側フェルール構成は、第１ファイバ端部の近位に内側フェルール前区間１０２と、第１ファイバ端部の遠位に内側フェルール後区間１０３とを備え、第１ファイバ端部区間１０１を取り囲む。

アセンブリは、内側フェルール前区間１０２と第１ファイバ１０１の端部区間との間に配置されて第１ファイバ端部区間１０１を完全に取り囲むアライメントスリーブ１００をさらに備え、内側フェルール前区間１０２はアライメントスリーブ１００を介して第１ファイバ端部区間１０１を第１ファイバ端部１０１ａの近位に支持するようになる。図１１に図示する実施形態では、アライメントスリーブ１００は毛細管の短い区間である。図１２ａではアライメントスリーブ１００および支持される第１ファイバ端部区間１０１を拡大しており、ＰＣＦが別のファイバ１０１ｂの短い区間を備えることが分かり、これは有利なことに中空コア毛細管１０１ｂの１区画である。

アライメントスリーブ１００の前端部、内側フェルール前区間１０２の前端部、および第１ファイバ端部１０１ａは、フェルール構造体の中心軸に対して垂直な平面においてアラインしている。

内側フェルール後区間１０３はアンカー長区間１０３ｂで第１ファイバ端部区間１０１に繋止され、ＰＣＦの１０１ｃの地点から第１ファイバ端部１０１ａまで、ＰＣＦにはポリマーコーティングがない。

フェルール構造体は、第１ファイバ端部区間１０１と内側フェルール後区間１０３との間に環状ハーメチックシール１０６ａを形成するために第１ファイバ端部区間１０１を取り囲むように配置されたハーメチック半田要素８６ａを備える。

外側フェルール後区間１０５は内側フェルール前区間１０２および内側フェルール後区間１０３の各々に固定されて、これらを互いに対して定位置に保持するとともに、その間に隙間を形成する。外側フェルール後区間１０５はその端部のそれぞれで、内側フェルール構成のそれぞれの区間１０２、１０３に半田１０６で固定され、外側フェルール前区間１０５ａは内側フェルール前区間１０２に半田１０６で固定される。

フェルール構造体は第１ファイバ端部１０１ｃの前に配置されるエンドキャップ１０７をさらに備える。エンドキャップ１０７は内側フェルール前区間１０２から離して取り付けられる。エンドキャップは外側フェルール構成の外側フェルール前区間１０５ａに固定される。

フェルール構造体は外側フェルール構成１０５、１０５ａを取り囲む外側アライメントジャケット１０９を備え、外側アライメントジャケットは、好ましくは、アライメント用手段１０９ａ、１０９ｂを備える。

コネクタのパフォーマンスをモニタリングし、および／またはファイバの損傷をモニタリングするために、外側アライメントジャケット１０９にセンサ１０８が取り付けられる。

図１３および図１３ａのＰＣＦアセンブリは、内側フェルール構成を備えるフェルール構造体とともに組み立てられる第１ファイバ端部区間１１１を有するフォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ）アセンブリ用ＰＣＦを備え、内側フェルール構成は、第１ファイバ端部の近位に内側フェルール前区間１１２と、第１ファイバ端部の遠位に内側フェルール後区間１１３とを備え、第１ファイバ端部区間１１１を取り囲む。

アセンブリは、内側フェルール前区間１１２と第１ファイバ１１１の端部区間との間に配置されて第１ファイバ端部区間１１１を完全に取り囲むアライメントスリーブ１１０をさらに備え、内側フェルール前区間１１２はアライメントスリーブ１１０を介して第１ファイバ端部区間１１１を第１ファイバ端部１１１ａの近位に支持するようになる。アライメントスリーブ１００は、支持長区間１１０ｂで第１ファイバ端部区間１１１上にコラプスされることによって、第１ファイバ端部区間１１１を支持する。アライメントスリーブ１１０のコラプスされない部分１１０ａでは、アライメントスリーブ１１０は内側フェルール前区間１１２の内径に相関される外径を有する。

内側フェルール後区間１１３はアンカー長区間１１３ｂで第１ファイバ端部区間１１１に繋止され、ＰＣＦの１１１ｃの地点から第１ファイバ端部１１１ａまで、ＰＣＦにはポリマーコーティングがない。

フェルール構造体は、第１ファイバ端部区間１１１と内側フェルール後区間１１３との間に環状ハーメチックシール１１６ａを形成するために第１ファイバ端部区間１１１を取り囲むように配置されたハーメチック半田要素８６ａを備える。

外側フェルール後区間１１５は内側フェルール前区間１１２および内側フェルール後区間１１３の各々に固定されて、これらを互いに対して定位置に保持するとともに、その間に隙間を形成する。外側フェルール後区間１１５はその端部のそれぞれで、内側フェルール構成のそれぞれの区間１１２、１１３に半田１１６で固定され、外側フェルール前区間１１５ａは内側フェルール前区間１１２に半田１１６で固定される。

フェルール構造体は内側フェルール前区間１１２から離して取り付けられるエンドキャップ１１７をさらに備える。エンドキャップは外側フェルール構成の外側フェルール前区間１１５ａに固定される。

フェルール構造体は外側フェルール構成１１５、１１５ａを取り囲む外側アライメントジャケット１１９を備え、外側アライメントジャケットは、好ましくは、アライメント用手段１１９ａ、１１９ｂを備える。

図１４ａに図示するＰＣＦの端部区間は中空コアＰＣＦであり、中空コア１２１と、複数のクラッド孔１２２が設けられた周囲のクラッドとを備える。第１ファイバ端部１２３に、ＰＣＦは、入射光および／または後方反射に対する保護のために、ファイバ端面（ファイバ端部）に金属または反射防止コーティングを有する。

図１４ｂに図示するＰＣＦの端部区間は中空コアＰＣＦであり、中空コア１３１と、複数のクラッド孔１３２が設けられた周囲のクラッドとを備える。第１ファイバ端部１３３に隣接する短い端部部分では、例えば、長さが最大約２ｍｍの長さｌをもつ端部部分では、ＰＣＦクラッド孔は他の方法でコラプスまたは封止されている。中空コア１３１は封止されない。

図１４ｃは、図１４ｂに図示する中空コアＰＣＦの別の図を示す。封止されたクラッド孔１３３のために、ＰＣＦ内に伝送される光は長さｌの端部部分では完全には閉じ込められず、光は円錐形状１４４に広がることが分かる。これを軽減するために、レンズは、例えば、第１ファイバ端部１３３の前に配置してもよい。

図１４ｅでは、図１４ｃに図示する中空コアＰＣＦに、入射光および／または後方反射に対する保護のために、金属コーティング１３３ａをさらに施している。
図１５に図示するレーザシステムは、レーザ光源１４１と、レーザ光源１４１からユーザ装置１４４まで光を伝送するファイバ伝送ケーブル１４２とを備える。ファイバ伝送ケーブル１４２は、その導波管として、ユーザ装置に相関された１以上の低損失伝送帯域をもつ前述の中空コアＰＣＦを備える。示すように、ファイバ伝送ケーブル１４２はかなり長くてもよいが、それでもなお基本モードで高効率かつ低損失で、ユーザ装置１４４にシングルモード光を伝送することができる。ファイバ伝送ケーブル１４２は第１端部１４３ａと第２端部１４３ｂとを有する。図示する実施形態では、第１端部１４３ａおよび第２端部１４３ｂのそれぞれは、ユーザ装置１４４およびレーザ光源１４１にそれぞれ接続するために、前述のフェルール構造体に取り付けられる。

図１６の装置は、ユーザ装置１１４に接続される図１５のレーザシステムを備える。
図１７ａおよび図１７ｂの装置は、パルス光を伝送するレーザ光源１５１と、スーパーコンティニューム光を生成してユーザ装置１５４に伝送するように配置されたスーパーコンティニューム生成ＰＣＦのケーブル１５２とを備える。ファイバ伝送ケーブル１５２は、その導波管として、ソリッドコア１５５を取り囲む複数の微細構造１６６を備える、図１７ｂに図示するソリッドコアＰＣＦを備える。

Claims (33)

1. フォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ）と少なくとも１つのフェルール構造体とを備えるＰＣＦアセンブリであって、前記ＰＣＦは中心軸を有し、コア領域およびクラッド領域と、第１ファイバ端部が設けられた第１ファイバ端部区間とを備え、前記フェルール構造体は中心軸を有し、前記第１ファイバ端部区間に取り付けられ、前記フェルール構造体は内側フェルール構成と前記第１ファイバ端部区間を取り囲む外側フェルール構成とを備え、前記内側フェルール構成は前記第１ファイバ端部の近位に内側フェルール前区間と、前記第１ファイバ端部の遠位に内側フェルール後区間とを備え、前記内側フェルール区間の各々が内径を有し、少なくともその長さで前記ＰＣＦを完全に取り囲み、前記内側フェルール後区間はアンカー長区間で前記第１ファイバ端部区間に繋止されて、前記内側フェルール前区間は前記第１ファイバ端部区間を前記第１ファイバ端部の近位に支持し、前記外側フェルール構成は前記内側フェルール前区間と前記内側フェルール後区間とを互いに対して適所に保持するように取付けられ、前記第１ファイバ端部区間の前記ＰＣＦの中心軸と前記フェルール構造体の中心軸とが実質的に平行であり、前記フェルール構造体は、前記第１ファイバ端部区間と前記内側フェルール後区間との間に環状ハーメチックシールを形成するために前記第１ファイバ端部区間を取り囲むように配置されたハーメチック半田要素を備え、前記ハーメチック半田要素は前記内側フェルール後区間の前記アンカー長区間よりも前環状区間の近くに配置されている、ＰＣＦアセンブリ。
2. 前記アセンブリは、前記内側フェルール前区間と前記第１ファイバ端部区間との間に配置されるアライメントスリーブをさらに備え、前記内側フェルール前区間が前記アライメントスリーブを介して前記第１ファイバ端部区間を前記第１ファイバ端部の近位に支持し、前記アライメントスリーブは、前記第１ファイバ端部区間を前記第１ファイバ端部において取り囲んで支持するように配置される、請求項１に記載のＰＣＦアセンブリ。
3. 前記内側フェルール前区間は前記アライメントスリーブを予め選択された軸方向の位置において取り囲んで保持し、前記内側フェルール前区間の前記内径は前記アライメントスリーブの最大外径よりも僅かに大きい、直径が例えば約０．１μｍから約２ｍｍ大きい、約１μｍから約１ｍｍ大きい、または約０．１ｍｍから約０．０１ｍｍ大きい、請求項２に記載のＰＣＦアセンブリ。
4. 前記内側フェルール前区間は、前記アライメントスリーブを介して、前記アライメントスリーブを軸方向の位置に機械的に保持することによって前記第１ファイバ端部区間を支持し、前記アライメントスリーブの端部と前記内側フェルール前区間の端部とが前記フェルール構造体の中心軸に対して垂直な平面においてアラインされる、請求項２または３に記載のＰＣＦアセンブリ。
5. 前記アライメントスリーブは前記ＰＣＦを前記第１ファイバ端部の近位で取り囲み、前記第１ファイバ端部と前記アライメントスリーブの端部とが前記ＰＣＦの中心軸に対して垂直な平面においてアラインされ、前記アライメントスリーブは、少なくとも約１ｍｍ、例えば約２ｍｍから約５ｃｍまで、または例えば約５ｍｍから約２ｃｍまでの軸方向の長さを有する、請求項２～４のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリ。
6. 前記アライメントスリーブは、前記ＰＣＦの前記第１ファイバ端部区間の外径に適合させた前記アライメントスリーブの支持区間に少なくとも沿った内径を有することによって、前記第１ファイバ端部区間を支持し、前記アライメントスリーブの前記支持区間の前記内径は前記内径よりも最大約０．５ｍｍ、例えば最大約０．１ｍｍ、または最大約０．０１ｍｍ大きい、請求項２～５のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリ。
7. 前記アライメントスリーブは、前記ＰＣＦの前記第１ファイバ端部区間に対し前記アライメントスリーブの全長でまたは前記ＰＣＦの前記第１ファイバ端部区間の外径に適合させた前記アライメントスリーブの支持区間において前記アライメントスリーブの内径および外径が減少するように潰されることによって、前記第１ファイバ端部区間を支持し、前記アライメントスリーブは、前記ＰＣＦを取り囲むために施され、中央区間など少なくともその前記支持区間で熱により前記アライメントスリーブの内径および外径が減少するように潰されることによって前記ＰＣＦの第１ファイバ端部区間を支持するように配置されている毛細管であり、前記アライメントスリーブは、中間材料なしで前記ＰＣＦに溶融される、請求項２～６のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリ。
8. 前記アライメントスリーブはガラスから作られる、請求項２～７のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリ。
9. 前記アライメントスリーブは、１μｍの光に対して、例えば１μｍ～２μｍの範囲の光に対して、最大１．４５の屈折率を有する、請求項２～８のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリ。
10. 前記アライメントスリーブは、例えばフッ素およびホウ素の両方または一方でドーピングされたシリカなどのダウンドープシリカから作られる、請求項２～９のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリ。
11. 前記アライメントスリーブは、前記クラッド領域の有効屈折率よりも低い屈折率を有する、請求項２～１０のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリ。
12. 前記内側フェルール後区間のアンカー長区間は完全には環状形ではなく、前記内側フェルール後区間の前記アンカー長区間は、前記ＰＣＦに対して約２０度から約３５０度、例えば約１８０度で延びている、請求項１～１１のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリ。
13. 前記ＰＣＦは、前記内側フェルール後区間の前記アンカー長区間から前記第１ファイバ端部まで、前記第１ファイバ端部区間にポリマーコーティングがない、請求項１～１２のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリ。
14. 前記内側フェルール前区間は、約２００ｎｍから約４μｍの波長で、少なくとも部分的に透明な材料から作られ、前記内側フェルール前区間は、例えば溶融石英または水晶、例えば１μｍの光に対して１．４５の屈折率を有する実質的に非ドープシリカなどから作られる、請求項１～１３のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリ。
15. 前記内側フェルール後区間は、溶融石英もしくは水晶または金属もしくは合金から作られる、請求項１～１４のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリ。
16. 前記外側フェルール構成は金属、セラミックまたは例えばシリカなどのガラスから作られる、請求項１～１５のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリ。
17. 前記外側フェルール構成は、前記内側フェルール構成の前記内側フェルール前区間および前記内側フェルール後区間の各々に固定されて、これらを互いに対して定位置において保持し、前記ＰＣＦの前記第１ファイバ端部区間が、前記フェルール構造体内に実質的にまっすぐになるように支持され、前記外側フェルール構成は、接着剤、半田および溶融またはレーザ溶接のうちの少なくとも１つによって前記内側フェルール構成に固定される、請求項１～１６のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリ。
18. 前記第１ファイバ端部区間は、前記ＰＣＦにかかる圧力を生成する応力を実質的に加えることなく、前記フェルール構造体に取り付けられる、請求項１～１７のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリ。
19. 前記第１ファイバ端部は、前記繋止を含め、前記内側フェルール後区間への１以上の接合を除いて前記ＰＣＦに直接的に接合することなく、前記フェルール構造体に取り付けられる、請求項１～１８のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリ。
20. 前記フェルール構造体は前記第１ファイバ端部の前に配置されるエンドキャップを備え、前記エンドキャップは前記内側フェルール前区間から離してまたは離さずに取り付けられ、前記エンドキャップは、前記内側フェルール前区間に直接的に、または前記外側フェルール構成の外側フェルール前区間に固定される、請求項１～１９のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリ。
21. 前記エンドキャップは前記外側フェルール構成の前記外側フェルール前区間に固定され、前記外側フェルール構成は、前記外側フェルール前区間と外側フェルール後区間とを備え、前記外側フェルール後区間は前記内側フェルール後区間および前記内側フェルール前区間の両方に固定され、前記外側フェルール前区間は前記内側フェルール前区間に固定される、請求項２０に記載のＰＣＦアセンブリ。
22. 前記エンドキャップは、反射防止コーティングされたシリカエンドキャップであり、前記エンドキャップは、レンズであるか、またはレンズを備える、請求項２０または請求項２１に記載のＰＣＦアセンブリ。
23. 前記ＰＣＦは中空コアファイバまたはソリッドコアファイバであり、前記第１ファイバ端部（端面）は金属または反射防止コーティングを有する、請求項１～２２のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリ。
24. 前記ＰＣＦは１００μｍ未満、約５０μｍ以下、例えば約５μｍから約４０μｍまでのコア直径を有する、請求項１～２３のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリ。
25. 前記ＰＣＦは中空コアファイバであり、前記エンドキャップは、前記エンドキャップと前記内側フェルール前区間との間にエンドキャップ空間を設けるように、前記外側フェルール構成の前記外側フェルール前区間に固定される、請求項２０または２２に記載のＰＣＦアセンブリ。
26. 前記内側フェルール構成は、流体を注入および注出または注入もしくは注出するための前記エンドキャップ空間に通じる通路を備え、前記通路は、前記内側フェルール前区間および前記内側フェルール後区間の各々における少なくとも１つの追加貫通孔によって提供され、前記追加貫通孔は、前記フェルール構造体の前記軸に対して実質的に平行であり、前記追加貫通孔は前記内側フェルール後区間からの出口にバルブ構成を備える、請求項２５に記載のＰＣＦアセンブリ。
27. 前記第１ファイバ端部区間は少なくとも１つのモードストリッパ長さ区間を有し、前記モードストリッパ長さ区間は、前記モードストリッパ長さ区間で前記ＰＣＦと接触して施されるモードストリッピング高屈折率材料およびスキャッティング層の少なくとも一方を備えるとともに前記モードストリッパ長さ区間の前記ＰＣＦは少なくとも約０．１μｍの粗さＲａ値を有するか、前記モードストリッパ長さ区間は、前記モードストリッパ長さ区間で前記ＰＣＦと接触して施されるモードストリッピング高屈折率材料およびスキャッティング層の少なくとも一方を備えるか、または前記モードストリッパ長さ区間の前記ＰＣＦは少なくとも約０．１μｍの粗さＲａ値を有する、請求項１～２６のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリ。
28. 前記ＰＣＦの前記モードストリッパ長さ区間は、前記内側フェルール前区間と前記内側フェルール後区間との間に位置付けられる、請求項２７に記載のＰＣＦアセンブリ。
29. 前記内側フェルール前区間および前記内側フェルール後区間のうちの少なくとも１つは、前記ＰＣＦの前記ＰＣＦの前記モードストリッパ長さ区間を露出させる溝を有し、前記溝は、少なくとも約２０度延びるように、前記ＰＣＦを部分的に取り囲む、請求項２７に記載のＰＣＦアセンブリ。
30. 前記フェルール構造体は前記内側フェルール前区間の外面に直接的に接触して配置されるモードストリッパコーティングを備え、前記モードストリッパコーティングは、前記内側フェルール前区間と前記外側フェルール構成との間に含まれる、請求項１～２９のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリ。
31. 請求項１～３０のいずれか１項に記載のＰＣＦアセンブリを備える、レーザシステム。
32. 前記レーザシステムはレーザ光源を備え、前記ＰＣＦアセンブリは前記レーザ光源から光を受光するために前記レーザ光源に光学的に接続されるとともに、前記光を装置の採光ステーションに伝送するように構成され、前記フェルール構造体が設けられた前記第１ファイバ端部はユーザ装置に接続するように構成される、請求項３１に記載のレーザシステム。
33. 前記レーザ光源はレーザ光パルスを生成するように構成され、前記レーザ光源はフェムト秒レーザ光源である、請求項３２に記載のレーザシステム。

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