特許 5902016 光ファイバ・エンドキャップ接合構造及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5902016

(24)【登録日】2016年3月18日

(45)【発行日】2016年4月13日

(54)【発明の名称】光ファイバ・エンドキャップ接合構造及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/02 20060101AFI20160331BHJP

   G02B 6/26 20060101ALI20160331BHJP

【ＦＩ】

   G02B6/02 421

   G02B6/26

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-73570(P2012-73570)

(22)【出願日】2012年3月28日

(65)【公開番号】特開2013-205573(P2013-205573A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2015年2月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003263

【氏名又は名称】三菱電線工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】湖東 雅弘

(72)【発明者】

【氏名】中井 忠彦

【審査官】 吉田 英一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０８４１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−００６６１０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００４−２６４８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０３６３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ６／０２

Ｇ０２Ｂ ６／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光ファイバ心線の一方のファイバ端部において被覆層が剥離されて露出した光ファイバのファイバ端面がエンドキャップに溶融接合した光ファイバ・エンドキャップ接合構造であって、
上記光ファイバの接合側端部を被覆し且つ該光ファイバと共に上記エンドキャップに突き当てられて溶融接合した被覆部材を備え、
上記被覆部材の上記エンドキャップへの接合面積が、上記光ファイバの上記エンドキャップへの接合面積よりも大きく、
上記被覆部材は、上記光ファイバの外周部と接触しているのみであって溶融一体化していない光ファイバ・エンドキャップ接合構造。

【請求項2】

請求項１に記載された光ファイバ・エンドキャップ接合構造において、
上記被覆部材は、上記光ファイバを内嵌めすることができる貫通孔が形成された筒状に形成されている光ファイバ・エンドキャップ接合構造。

【請求項3】

請求項１又は２に記載された光ファイバ・エンドキャップ接合構造において、
上記被覆部材は、上記エンドキャップとの接合部から上記光ファイバの延びる向きに先細った形状に形成されている光ファイバ・エンドキャップ接合構造。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれかに記載された光ファイバ・エンドキャップ接合構造において、
上記被覆部材は、上記エンドキャップと同一材質で形成されている光ファイバ・エンドキャップ接合構造。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれかに記載された光ファイバ・エンドキャップ接合構造の製造方法であって、
光ファイバの接合側端部を被覆するように被覆部材を設け、一方、エンドキャップの接合予定部を、外部から熱を与えて溶融させ、そして、該エンドキャップの溶融した接合予定部に該光ファイバと共に該被覆部材を突き当てて溶融接合させる光ファイバ・エンドキャップ接合構造の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光ファイバ・エンドキャップ接合構造及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

高出力・高密度のレーザ光を伝送する、或いは、レーザ発振させる又は増幅する光ファイバにおいて、ファイバ端面のレーザ耐性を向上させるため、ファイバ端面にエンドキャップを接合することが行われる。

【0003】

特許文献１には、光ファイバにブロック状チップのエンドキャップを接合した光ファイバ構造体であって、そのエンドキャップが、ファイバ結合側端に向かって先細り形状に形成されたものが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−２７９２９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

光ファイバにエンドキャップを接合する場合、エンドキャップの接合部を含む領域に外部から溶融接合に必要な熱量を投入する。具体的には、例えば、エンドキャップの接合部を含む領域に局所的にレーザ光を照射して熱を与えて溶融させて光ファイバとの溶融接合を行う。しかしながら、このように外部から熱を与える場合、光ファイバ側にも熱が与えられ、必要以上に熱が与えられると、通常、エンドキャップよりも光ファイバの方が熱容量が小さいため、光ファイバの先端の方が早く溶融して接合前に変形してしまい、それによって光ファイバの接合側のファイバ端面のコアも変形し、例えばそれを出射端とした場合、出射光パターンが歪んでしまうという問題がある。

【0006】

本発明の課題は、光ファイバの接合側のファイバ端面のコアの変形を抑制した光ファイバ・エンドキャップ接合構造を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、光ファイバ心線の一方のファイバ端部において被覆層が剥離されて露出した光ファイバのファイバ端面がエンドキャップに溶融接合した光ファイバ・エンドキャップ接合構造であって、上記光ファイバの接合側端部を被覆し且つ該光ファイバと共に上記エンドキャップに突き当てられて溶融接合した被覆部材を備え、上記被覆部材の上記エンドキャップへの接合面積が、上記光ファイバの上記エンドキャップへの接合面積よりも大きく、上記被覆部材は、上記光ファイバの外周部と接触しているのみであって溶融一体化していない。

【0008】

本発明は、本発明の光ファイバ・エンドキャップ接合構造の製造方法であって、光ファイバの接合側端部を被覆するように被覆部材を設け、一方、エンドキャップの接合予定部を、外部から熱を与えて溶融させ、そして、該エンドキャップの溶融した接合予定部に該光ファイバと共に該被覆部材を突き当てて溶融接合させるものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、光ファイバと共にその接合側端部を被覆するように設けられた被覆部材がエンドキャップに溶融接合しているので、被覆部材によって光ファイバ側の熱容量が大きくなり、それによって接合時の熱による光ファイバの接合側のファイバ端面のコアの変形を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る光ファイバ・エンドキャップ接合構造の斜視図である。

【図2】（ａ）及び（ｂ）は光ファイバの斜視図である。

【図3】光ファイバの変形例の斜視図である。

【図4】（ａ）及び（ｂ）は光ファイバの他の変形例の斜視図である。

【図5】エンドキャップの斜視図である。

【図6】（ａ）〜（ｅ）は被覆部材の斜視図である。

【図7】（ａ）〜（ｃ）は実施形態に係る光ファイバ・エンドキャップ接合構造の製造方法の説明図である。

【図8】（ａ）及び（ｂ）は放射パターンを含むレーザ光の出射光パターンを示す図である。

【図9】（ａ）及び（ｂ）は放射パターンを含まない良好なレーザ光の出射光パターンを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【0012】

図１は、実施形態に係る光ファイバ・エンドキャップ接合構造１０を示す。本実施形態に係る光ファイバ・エンドキャップ接合構造１０は、加工装置用のレーザガイド等の光ファイバ部品の出射端部或いは入射端部に構成される構造である。

【0013】

本実施形態に係る光ファイバ・エンドキャップ接合構造１０は、光ファイバ心線１００とエンドキャップ２０とによって構成されている。

【0014】

図２（ａ）及び（ｂ）は、光ファイバ心線１００を示す。

【0015】

光ファイバ心線１００は、光ファイバ１１０とそれを被覆する例えばＵＶ硬化型樹脂等で形成された被覆層１２０とを備える。レーザガイド用途で用いられる場合、光ファイバ心線１００の長さは例えば５〜３００ｍである。

【0016】

光ファイバ１１０は、ファイバ中心をなす高屈折率のコア１１１とそれを被覆するように設けられた低屈折率のクラッド１１２とを有する。光ファイバ１１０の横断面形状は、典型的には円形であるが、楕円形状であってもよい。光ファイバ１１０のファイバ径は、例えば１００〜２０００μｍであり、後述のコア１１１の変形抑制効果が顕著であるという観点から、好ましくは１００〜７５０μｍ、より好ましくは１００〜５００μｍである。

【0017】

コア１１１は、例えば純粋石英や各種ドーパント（Ｅｒ、Ｙｂ、Ｎｄなどの希土類元素等）がドープされた石英で形成されており、その場合、屈折率が１．４５８である。コア１１１の横断面形状は、図２（ａ）に示すような円形であってもよく、その場合、コア径は例えば５０〜１２００μｍである。また、コア１１１の横断面形状は、図２（ｂ）に示すような方形であってもよく、その場合、その一辺の長さは例えば５０〜１０００μｍである。

【0018】

クラッド１１２は、例えば屈折率を低下させるフッ素やホウ素等がドープされた石英で形成されており、その場合、屈折率が例えば１．４４０〜１．４５４である。クラッド１１２の横断面形状は、通常は光ファイバ１１０の横断面形状に対応するが、典型的には円形である。クラッド１１２の層厚さは例えば３〜９０μｍである。

【0019】

光ファイバ１１０は、図３に示すように、クラッド１１２がポンプガイドを構成する内側クラッド１１２ａと外側クラッド１１２ｂとを有するダブルクラッド光ファイバであってもよい。

【0020】

光ファイバ１１０は、光ファイバ１１０全体が例えば純粋石英や各種ドーパントがドープされた石英で形成され、図４（ａ）に示すように、コア１１１とそれを囲うように配設された複数のエアホール１１３が形成されたクラッド１１２とを備えたものであってもよく、また、図４（ｂ）に示すように、コア１１１とそれを被覆するように設けられたポンプガイドを構成する内側クラッド１１２ａとそれを囲うように配設された複数のエアホール１１３が形成された外側クラッド１１２ｂとを備えたダブルクラッド光ファイバであってもよい。

【0021】

光ファイバ１１０は、クラッド１１２を被覆するように設けられたサポート層を有していてもよい。その場合、サポート層は、コア１１１と同様、例えば純粋石英で形成されていることが好ましく、その場合、屈折率が１．４５８である。サポート層の層厚さは例えば５〜６０μｍである。

【0022】

図５は、エンドキャップ２０の一例を示す。

【0023】

エンドキャップ２０は、例えば純粋石英や各種ドーパントがドープされた石英で形成されているが、エンドキャップ２０と光ファイバ１１０のコア１１１との間に光を反射させる界面が形成されるのを防止する観点から、光ファイバ１１０のコア１１１と同一材質で形成されていることが好ましい。エンドキャップ２０の形状は、特に限定されるものではなく、図４に示すような円柱等のブロック状であってもよく、また、特許文献１に開示されたようなボトルネック形状部分を有するものであってもよい。エンドキャップ２０の入射端側或いは出射端側のキャップ端面は、例えば、ＨｆＯ₂−ＳｉＯ₂膜、Ｔａ₂Ｏ₅−ＳｉＯ₂膜、Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂膜、Ｎｂ₂Ｏ₅−ＳｉＯ₂膜等のＡＲコート（Anti Reflection coating）で被覆されていてもよい。エンドキャップ２０の側面は、サンドブラスト等の処理が施されて表面が荒らされていてもよく、その場合、外部から入射した迷光等を、内部で反射させることなく外部に逃がすことができる。エンドキャップ２０は、例えば図４に示す円柱状のものの場合、長さが５〜５０ｍｍ及び外径が３〜４０ｍｍである。

【0024】

本実施形態に係る光ファイバ・エンドキャップ接合構造１０は、光ファイバ心線１００の一方のファイバ端部において被覆層１２０が例えば１０〜１５０ｍｍ程度剥離されて光ファイバ１１０が露出し、その露出した光ファイバ１１０のファイバ端面がエンドキャップ２０に溶融接合した構成を有する。また、本実施形態に係る光ファイバ・エンドキャップ接合構造１０は、光ファイバ１１０の接合側端部を被覆する被覆部材３０を備え、その被覆部材３０が光ファイバ１１０と共にエンドキャップ２０に溶融接合した構成を有する。

【0025】

本実施形態に係る光ファイバ・エンドキャップ接合構造１０によれば、光ファイバ１１０と共にその接合側端部を被覆するように設けられた被覆部材３０がエンドキャップ２０に溶融接合しているので、被覆部材３０によって光ファイバ１１０側の熱容量が大きくなり、それによって後述の接合時の熱による光ファイバ１１０の接合側のファイバ端面のコア１１１の変形を抑制することができる。

【0026】

図６（ａ）〜（ｅ）は、被覆部材３０を示す。

【0027】

被覆部材３０は、例えば純粋石英或いは軟化点を低下させる金属等がドープされた石英で形成されている。被覆部材３０は、エンドキャップ２０と同一材質で形成されていてもよい。被覆部材３０の軟化点は、エンドキャップ２０の軟化点と同一であってもよく、また、エンドキャップ２０の軟化点よりも低くてもよく、さらに、エンドキャップ２０の軟化点よりも高くてもよい。

【0028】

被覆部材３０の形状は、特に限定されるものではないが、例えば、図６（ａ）に示すような光ファイバ１１０を内嵌めすることができる貫通孔３１が形成された筒状に形成されていてもよく、この場合、例えば、外径が０．５〜２ｍｍ及び高さが５〜１５０ｍｍである。また、筒状の被覆部材３０は、図６（ｂ）に示すようなエンドキャップ２０との接合部から光ファイバ１１０の延びる向きに先細った円錐台或いは図６（ｃ）に示すような角錐台等の形状に形成されていてもよい。

【0029】

被覆部材３０の形状は、図６（ｄ）に示すような光ファイバ１１０を内嵌めすることができる貫通孔３１が形成された円盤状に形成されていてもよく、この場合、例えば、外径が０．５〜２ｍｍ及び厚さが０．５〜５ｍｍである。

【0030】

被覆部材３０の形状は、図６（ｅ）に示すような光ファイバ１１０を側方から覆うように設けられる帯状に形成されていてもよく、この場合、例えば厚さが０．５〜２ｍｍである。

【0031】

被覆部材３０は、光ファイバ１１０と共にエンドキャップ２０に接合するが、光ファイバ１１０側の熱容量を大きくして光ファイバ１１０の接合側のファイバ端面のコア１１１の変形を抑制する観点から、その接合面積、つまり、エンドキャップ２０との接触面積が、光ファイバ１１０のエンドキャップ２０への接合面積よりも大きいことが好ましい。具体的には、被覆部材３０の接合面積は、光ファイバ１１０の接合面積の好ましくは２〜１０倍であり、より好ましくは２〜４倍である。

【0032】

被覆部材３０は、光ファイバ１１０の外周部と接触しているのみであって溶融一体化していない態様であってもよく、また逆に、光ファイバ１１０の外周部と溶融一体化している態様であってもよい。コア１１１の変形を抑制する観点からは、光ファイバ１１０に必要以上の熱が与えられない前者の構成が好ましい。

【0033】

次に、本実施形態に係る光ファイバ・エンドキャップ接合構造１０について図７（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。

【0034】

まず、光ファイバ心線１００及びエンドキャップ２０を準備し、光ファイバ心線１００の接合側の被覆層１２０を所定長剥離して光ファイバ１１０を露出させる。

【0035】

次いで、光ファイバ１１０の接合側のファイバ端面及びエンドキャップ２０の接合面２１を光学研磨する。ここで、光学研磨手段としては、例えば、研磨材による研磨、火炎照射等が挙げられる。

【0036】

続いて、図７（ａ）に示すように、光ファイバ１１０の接合側端部を被覆するように被覆部材３０を設ける。

【0037】

次いで、図７（ｂ）に示すように、エンドキャップ２０の接合面２１に対して斜め横方向からレーザ光を照射すると共に、エンドキャップ２０の接合面２１に、被覆部材３０を設けた光ファイバ１１０を突き当てるように当接させる。このとき、エンドキャップ２０の接合面２１の表層部は溶融し、その溶融したエンドキャップ２０の接合面２１に光ファイバ１１０及び被覆部材３０が当接して溶融接合する。ここで、光ファイバ１１０の接合側のファイバ端面のコア１１１の変形を抑制する観点からは、光ファイバ１１０及び被覆部材３０の接合面は加熱溶融させないことが好ましい。レーザ光源としては、例えばＣＯ₂レーザ等が挙げられ、レーザ光の波長は５〜１１μｍが好ましい。なお、レーザ光の照射は、エンドキャップ２０の接合面２１を水平面にして行ってもよく、また、エンドキャップ２０の接合面２１を垂直面にして行ってもよい。レーザ光の照射は、一方向から行ってもよく、また、複数方向から行ってもよい。

【0038】

そして、図７（ｃ）に示すように、エンドキャップ２０の接合面２１への光ファイバ１１０及び被覆部材３０の当接と同時にレーザ光の照射を停止して冷却することにより本実施形態に係る光ファイバ・エンドキャップ接合構造１０が構成される。

【0039】

ところで、従来のように被覆部材３０を用いずに、エンドキャップ２０に光ファイバ１１０を溶融接合させた構成では、接合時に、光ファイバ１１０の先端の方が早く溶融して接合前に変形してしまい、それによって光ファイバ１１０の接合側のファイバ端面のコア１１１も変形するため、例えばエンドキャップ２０を出射端としてレーザ光を出射した場合、コア１１１の横断面形状が円形であれば図８（ａ）に示すように、また、コア１１１の横断面形状が方形であれば図８（ｂ）に示すように、放射パターンｒを含む出射光パターンＰが得られることがある。しかしながら、本実施形態に係る光ファイバ・エンドキャップ接合構造１０によれば、光ファイバ１１０と共にその接合側端部を被覆するように設けられた被覆部材３０がエンドキャップ２０に溶融接合しているので、被覆部材３０によって光ファイバ１１０側の熱容量が大きくなり、それによって接合時の熱による光ファイバ１１０の接合側のファイバ端面のコア１１１の変形を抑制することができる。その結果、例えばエンドキャップ２０を出射端としてレーザ光を出射した場合でも、コア１１１の横断面形状が円形であれば図９（ａ）に示すように、また、コア１１１の横断面形状が方形であれば図９（ｂ）に示すように、放射パターンを含まない良好な出射光パターンＰを得ることができる。

【0040】

なお、本実施形態では、レーザ光を熱源として光ファイバ１１０とエンドキャップ２０とを接合したが、特にこれに限定されるものではなく、エンドキャップ２０の接合面２１を垂直面にして火炎やプラズマを熱源としてエンドキャップ２０の接合面２１を溶融させてもよい。

【実施例】

【0041】

（試験１）
＜比較例１＞
図２（ａ）に示すのと同様の構成のファイバ径５００μｍ及びコア径２００μｍの石英製の光ファイバを備えた光ファイバ心線Ａ、ファイバ径７５０μｍ及びコア径５００μｍの石英製の光ファイバを備えた光ファイバ心線Ｂ、並びにファイバ径１０００μｍ及びコア径７５０μｍの石英製の光ファイバを備えた光ファイバ心線Ｃを準備すると共に、図５に示すのと同様の構成の長さ１５ｍｍ及び外径８ｍｍの円柱状の石英製のエンドキャップを３個準備した。

【0042】

光ファイバ心線Ａ〜Ｃのそれぞれについて、接合側の被覆層を所定長剥離して光ファイバを露出させ、その接合側のファイバ端面に光学研磨を施した。また、各エンドキャップの一方の面（接合面）にも光学研磨を施した。

【0043】

エンドキャップの光学研磨を施した接合面にＣＯ₂レーザからの波長１０．６μｍのレーザ光を斜め横方向から照射して表層部を溶融させ、そこに光ファイバ心線Ａの光ファイバを突き当てるように当接させ、それと同時にレーザ光の照射を遮断した。これにより光ファイバ心線Ａの光ファイバ・エンドキャップ接合構造を得た。また同様に、光ファイバ心線Ｂ及びＣの光ファイバ・エンドキャップ接合構造を得た。

【0044】

これらの光ファイバ心線Ａ〜Ｃのそれぞれの光ファイバ・エンドキャップ接合構造について、光ファイバとエンドキャップとの接合部を観察したところ、いずれも光ファイバ先端の側面部が少し変形した形態が認められた。ファイバ径が７５０μｍの光ファイバ心線Ｂ及びファイバ径が１０００μｍの光ファイバ心線Ｃの光ファイバ・エンドキャップ接合構造では、光ファイバのクラッドの変形は認められたものの、コアの変形は認められなかった。一方、ファイバ径が５００μｍの光ファイバ心線Ａの光ファイバ・エンドキャップ接合構造では、光ファイバのクラッドのみならず、コアの変形も認められた。

【0045】

光ファイバ心線Ａ〜Ｃのそれぞれの光ファイバ・エンドキャップ接合構造について、光ファイバにＨｅ-Ｎｅレーザからの波長６３３ｎｍのレーザ光を伝送させてエンドキャップを介して得られる出射光パターンを評価したところ、ファイバ径が７５０μｍの光ファイバ心線Ｂ及びファイバ径が１０００μｍを用いた光ファイバ心線Ｃの光ファイバ・エンドキャップ接合構造では、図９（ａ）に示すような歪みのない出射光パターンＰが得られた。一方、ファイバ径が５００μｍの光ファイバ心線Ａの光ファイバ・エンドキャップ接合構造では、図８（ａ）に示すような放射パターンrを含む出射光パターンＰが得られた。

【0046】

＜実施例１＞
図２（ａ）に示すのと同様の構成のファイバ径５００μｍ及びコア径２００μｍの石英製の光ファイバを備えた光ファイバ心線Ａ、図５に示すのと同様の構成の長さ１５ｍｍ及び外径８ｍｍの円柱状の石英製のエンドキャップ、並びに図６（ａ）に示すのと同様の構成の外径１０００μｍ、内径５００μｍ、及び長さ２ｍｍの円筒状の石英製の被覆部材を準備した。

【0047】

光ファイバ心線Ａの接合側の被覆層を所定長剥離して光ファイバを露出させ、その接合側のファイバ端面に光学研磨を施した。また、エンドキャップの一方の面（接合面）にも光学研磨を施した。

【0048】

上記実施形態と同様、露出した光ファイバの接合側端部を被覆部材に内嵌めして被覆し、そして、エンドキャップの光学研磨を施した接合面にＣＯ₂レーザからの波長１０．６μｍのレーザ光を斜め横方向から照射して表層部を溶融させ、そこに光ファイバ心線Ａの光ファイバ及び被覆部材を突き当てるように当接させ、それと同時にレーザ光の照射を遮断した。これにより被覆部材を用いた光ファイバ心線Ａの光ファイバ・エンドキャップ接合構造を得た。

【0049】

この被覆部材を用いた光ファイバ心線Ａの光ファイバ・エンドキャップ接合構造について、光ファイバとエンドキャップとの接合部を観察したところ、コアの変形は認められなかった。また、光ファイバにＨｅ-Ｎｅレーザからの波長６３３ｎｍのレーザ光を伝送させてエンドキャップを介して得られる出射光パターンを評価したところ、図９（ａ）に示すような歪みのない良好な出射光パターンＰが得られた。

【0050】

また、図２（ａ）に示すのと同様の構成のファイバ径１０００μｍ及びコア径７５０μｍの石英製の光ファイバを備えた光ファイバ心線Ｃ、図５に示すのと同様の構成の長さ１５ｍｍ及び外径８ｍｍの円柱状の石英製のエンドキャップ、並びに図６（ａ）に示すのと同様の構成の外径１４００μｍ、内径１０００μｍ、及び長さ２ｍｍの円筒状の石英製の被覆部材を用いた光ファイバ・エンドキャップ接合構造についても同じ試験結果が得られた。

【0051】

（試験２）
＜比較例２＞
図２（ｂ）に示すのと同様の構成のファイバ径５００μｍで且つ５０μ×１５０μｍの方形のコアを有する石英製の光ファイバを備えた光ファイバ心線Ｄ、並びに図５に示すのと同様の構成の長さ１５ｍｍ及び外径８ｍｍの円柱状の石英製のエンドキャップを準備した。

【0052】

光ファイバ心線Ａの接合側の被覆層を所定長剥離して光ファイバを露出させ、そのファイバ端面に光学研磨を施した。また、エンドキャップの一方の面（接合面）にも光学研磨を施した。

【0053】

エンドキャップの光学研磨を施した接合面にＣＯ₂レーザからの波長１０．６μｍのレーザ光を斜め横方向から照射して表層部を溶融させ、そこに光ファイバ心線Ｄの光ファイバを突き当てるように当接させ、それと同時にレーザ光の照射を遮断した。これにより光ファイバ心線Ｄの光ファイバ・エンドキャップ接合構造を得た。

【0054】

この光ファイバ心線Ｄの光ファイバ・エンドキャップ接合構造について、光ファイバとエンドキャップとの接合部を観察したところ、光ファイバの先端の変形が認められた。なお、上記試行を複数回繰り返したが、接合時に光ファイバの先端が変形したり、また、接合前に光ファイバの先端が溶融により変形して接合不可となった場合があった。

【0055】

光ファイバ心線Ｄの光ファイバ・エンドキャップ接合構造について、光ファイバにＨｅ-Ｎｅレーザからの波長６３３ｎｍのレーザ光を伝送させてエンドキャップを介して得られる出射光パターンを評価したところ、図８（ｂ）に示すような放射パターンｒを含む出射光パターンＰが得られた。

【0056】

＜実施例２＞
図２（ｂ）に示すのと同様の構成のファイバ径５００μｍで且つ５０μ×１５０μｍの方形のコアを有する石英製の光ファイバを備えた光ファイバ心線Ｄ、図５に示すのと同様の構成の長さ１５ｍｍ及び外径８ｍｍの円柱状の石英製のエンドキャップ、並びに図６（ａ）に示すのと同様の構成の外径１０００μｍ、内径５００μｍ、及び長さ２ｍｍの円筒状の石英製の被覆部材を準備した。

【0057】

光ファイバ心線Ａの接合側の被覆層を所定長剥離して光ファイバを露出させ、そのファイバ端面に光学研磨を施した。また、エンドキャップの一方の面（接合面）にも光学研磨を施した。

【0058】

上記実施形態と同様、露出した光ファイバの接合側端部を被覆部材に内嵌めして被覆し、そして、エンドキャップの光学研磨を施した接合面にＣＯ₂レーザからの波長１０．６μｍのレーザ光を斜め横方向から照射して表層部を溶融させ、そこに光ファイバ心線Ｄの光ファイバ及び被覆部材を突き当てるように当接させ、それと同時にレーザ光の照射を遮断した。これにより被覆部材を用いた光ファイバ心線Ｄの光ファイバ・エンドキャップ接合構造を得た。

【0059】

この被覆部材を用いた光ファイバ心線Ｄの光ファイバ・エンドキャップ接合構造について、光ファイバとエンドキャップとの接合部を観察したところ、コアの変形は認められなかった。また、光ファイバにＨｅ-Ｎｅレーザからの波長６３３ｎｍのレーザ光を伝送させてエンドキャップを介して得られる出射光パターンを評価したところ、図９（ｂ）に示すような歪みのない良好な出射光パターンＰが得られた。

【0060】

（試験３）
＜実施例３＞
図４（ｂ）に示すのと同様の構成のファイバ径１０００μｍ、コア径６０μｍ、エアホール内側のポンプガイド径６００μｍのコアにＹｂがドープされた石英製のダブルクラッド光ファイバを備えた光ファイバ心線Ｅ、図５に示すのと同様の構成の長さ１５ｍｍ及び外径８ｍｍの円柱状の石英製のエンドキャップ２個、並びに図６（ａ）に示すのと同様の構成の外径１０００μｍ、内径５００μｍ、及び長さ２ｍｍの円筒状の石英製の被覆部材２個を準備した。

【0061】

光ファイバ心線Ｅの両側の被覆層を所定長剥離してダブルクラッド光ファイバを露出させ、それぞれのファイバ端面に光学研磨を施した。また、各エンドキャップの一方の面（接合面）にも光学研磨を施した。

【0062】

上記実施形態と同様、露出したダブルクラッド光ファイバの両方の接合側端部のそれぞれを被覆部材に内嵌めして被覆し、そして、それぞれの接合側端部について、エンドキャップの光学研磨を施した接合面にＣＯ₂レーザからの波長１０．６μｍのレーザ光を斜め横方向から照射して表層部を溶融させ、そこに光ファイバ心線Ｅのダブルクラッド光ファイバ及び被覆部材を突き当てるように当接させ、それと同時にレーザ光の照射を遮断した。これにより両端部に被覆部材を用いた光ファイバ心線Ｅの光ファイバ・エンドキャップ接合構造が構成された光ファイバ部品を得た。

【0063】

この光ファイバ部品について、ダブルクラッド光ファイバとエンドキャップとの接合部を観察したところ、光ファイバ先端の変形も、また、エアホールの変形も認められなかった。

【0064】

また、この光ファイバ部品と外部共振器ミラーとを組み合わせてレーザ発振器を構成し、これを用いてレーザ発振実験を行ったところ、エンドキャップを接合していない光ファイバ心線Ｅ単独の場合と同等の発振特性が確認された。つまり、このことは被覆部材を用いてダブルクラッド光ファイバをエンドキャップに接合した構造がレーザ発振特性に悪影響を及ぼさないことを意味するものである。また、この被覆部材を用いてダブルクラッド光ファイバをエンドキャップに接合した光ファイバ部品を用いれば、ｋＷ級のレーザ発振を行ってもレーザ光の出射端面であるエンドキャップ端面が破壊することなく、信頼性の高いレーザ発振が行われることも確認した。

【産業上の利用可能性】

【0065】

本発明は、光ファイバ・エンドキャップ接合構造及びその製造方法について有用である。

【符号の説明】

【0066】

１００ 光ファイバ・エンドキャップ接合構造
１１０ 光ファイバ心線
１１０ 光ファイバ
１１１ コア
１１２ クラッド
１１２ａ 内側クラッド
１１２ｂ 外側クラッド
１１３ エアホール
１２０ 被覆層
２０ エンドキャップ
２１ 接合面
３０ 被覆部材
３１ 貫通孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】