特許 6837811 クラッドモード光除去機構

(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】6837811

(24)【登録日】2021年2月15日

(45)【発行日】2021年3月3日

(54)【発明の名称】クラッドモード光除去機構

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/02 20060101AFI20210222BHJP

   G02B 6/44 20060101ALI20210222BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20210222BHJP

【ＦＩ】

   G02B6/02 431

   G02B6/44 316

   G02B6/42

【請求項の数】10

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-226979(P2016-226979)

(22)【出願日】2016年11月22日

(65)【公開番号】特開2018-84649(P2018-84649A)

(43)【公開日】2018年5月31日

【審査請求日】2019年5月23日

【前置審査】

(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】谷口 浩一

(72)【発明者】

【氏名】湖東 雅弘

(72)【発明者】

【氏名】浦松 知史

【審査官】 佐藤 宙子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０６３１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８６３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８１５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１６１８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−００４７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１８７１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１６４３０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０１０４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１５８０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２６８７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平３−２６９５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０３６３１２５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第８３５５６０８（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 米国特許第４５７５１８１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ６／００−６／５４

Ｈ０１Ｓ ３／００−３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コア及びクラッドを有する光ファイバと前記光ファイバを被覆するジャケットとを含み、端部に、前記光ファイバが露出した先端側のファイバ露出部分と前記ジャケットで被覆された後方側のジャケット被覆部分とが構成され、前記ファイバ露出部分の外周面に第１モードストリッパが設けられた光ファイバ心線と、
前記光ファイバ心線の前記ジャケット被覆部分の外周を被覆するように設けられた光導波層で構成された第２モードストリッパと、
を備え、
前記ファイバ露出部分と前記ジャケット被覆部分との境界が光コネクタ内に配置されたクラッドモード光除去機構であって、
前記第１モードストリッパにおいて除去されずに後方に伝搬したクラッドモード光が、前記ファイバ露出部分において、前記光ファイバの前記コア及び前記クラッドを含む領域を伝搬し、前記ジャケット被覆部分に達すると、前記ジャケット内部まで拡がって前記光ファイバ及び前記ジャケットを含む領域を伝搬し、その後、光導波層の前記第２モードストリッパがその上層に現れる領域に達すると、前記第２モードストリッパ内部まで拡がって前記光ファイバ、前記ジャケット、及び前記第２モードストリッパを含む領域を伝搬し、そして、前記第２モードストリッパから放出されるクラッドモード光除去機構。

【請求項2】

請求項１に記載されたクラッドモード光除去機構において、
前記第２モードストリッパの外周面に対向するように光検出面が設けられた光検出器を更に備えたクラッドモード光除去機構。

【請求項3】

請求項２に記載されたクラッドモード光除去機構において、
前記光検出器に前記第２モードストリッパを介して対向するように設けられた反射部材を更に備えたクラッドモード光除去機構。

【請求項4】

請求項３に記載されたクラッドモード光除去機構において、
前記反射部材が、前記光検出器の光検出面に焦点が結ばれるように設けられた凹面鏡で構成されているクラッドモード光除去機構。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれかに記載されたクラッドモード光除去機構において、
前記第１及び第２モードストリッパが前記光コネクタ内に配置されているクラッドモード光除去機構。

【請求項6】

請求項１乃至４のいずれかに記載されたクラッドモード光除去機構において、
前記第１モードストリッパが前記光コネクタ内に配置されている一方、前記第２モードストリッパが前記光コネクタ外に配置されているクラッドモード光除去機構。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれかに記載されたクラッドモード光除去機構において、
前記第２モードストリッパが、内側層と、前記内側層の外側に設けられ前記内側層よりも光の吸収性能、散乱性能、又は屈折率が高い外側層とを有するクラッドモード光除去機構。

【請求項8】

請求項７に記載されたクラッドモード光除去機構において、
前記内側層の外周面が凹凸面に構成されているクラッドモード光除去機構。

【請求項9】

請求項１乃至６のいずれかに記載されたクラッドモード光除去機構において、
前記第２モードストリッパが、先端層と、前記先端層の後方に設けられ前記先端層よりも光の吸収性能、散乱性能、又は屈折率が高い後方層とを有するクラッドモード光除去機構。

【請求項10】

請求項１乃至９のいずれかに記載されたクラッドモード光除去機構において、
前記光ファイバ心線の前記第２モードストリッパで被覆された部分における前記ジャケットの外周面が凹凸面に構成されているクラッドモード光除去機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はクラッドモード光除去機構に関する。

【背景技術】

【0002】

レーザ光伝送用の光ファイバでは、入射端部において、光源からのレーザ光のうちコアに入射されずにクラッドに入射されてクラッドモード光となって伝搬するものがあり、また、出射端部において、被照射物からの反射光がクラッドに入射してクラッドモード光となって伝搬するものがある。そして、かかるクラッドモード光が光ファイバのクラッドからその外側のジャケットに出射すると、ジャケットが発熱して焼損に至る虞がある。このような問題の解決手段として、例えば、特許文献１には、光コネクタ内の光ファイバの外周面にクラッドモード光を除去するためのモードストリッパを設けることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許公開公報２０１０／０３４６３３０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、高出力のレーザ光を伝送する場合、光ファイバの外周面に設けられたモードストリッパだけでは、クラッドモード光を十分に除去することが困難であるという問題がある。

【0005】

本発明の課題は、クラッドモード光の除去性能の高いクラッドモード光除去機構を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、コア及びクラッドを有する光ファイバと前記光ファイバを被覆するジャケットとを含み、端部に、前記光ファイバが露出した先端側のファイバ露出部分と前記ジャケットで被覆された後方側のジャケット被覆部分とが構成され、前記ファイバ露出部分の外周面に第１モードストリッパが設けられた光ファイバ心線と、前記光ファイバ心線の前記ジャケット被覆部分の外周を被覆するように設けられた光導波層で構成された第２モードストリッパとを備え、前記ファイバ露出部分と前記ジャケット被覆部分との境界が光コネクタ内に配置されたクラッドモード光除去機構であって、前記第１モードストリッパにおいて除去されずに後方に伝搬したクラッドモード光が、前記ファイバ露出部分において、前記光ファイバの前記コア及び前記クラッドを含む領域を伝搬し、前記ジャケット被覆部分に達すると、前記ジャケット内部まで拡がって前記光ファイバ及び前記ジャケットを含む領域を伝搬し、その後、光導波層の前記第２モードストリッパがその上層に現れる領域に達すると、前記第２モードストリッパ内部まで拡がって前記光ファイバ、前記ジャケット、及び前記第２モードストリッパを含む領域を伝搬し、そして、前記第２モードストリッパから放出される。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、光ファイバ心線のファイバ露出部分の外周面に設けられた第１モードストリッパに加え、ジャケット被覆部分の外周を被覆するように第２モードストリッパ設けられており、第１モードストリッパでクラッドモード光の大部分を除去するのに加えて、第１モードストリッパで除去されなかったクラッドモード光を、その後方の第２モードストリッパで除去することができるので、高いクラッドモード光の除去性能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態１に係るクラッドモード光除去機構を包含するレーザ光伝送用の光ファイバケーブルの端部を示す断面図である。

【図2】光ファイバ心線の斜視図である。

【図3A】実施形態１の第２モードストリッパの形成方法の第１説明図である。

【図3B】実施形態１の第２モードストリッパの形成方法の第２説明図である。

【図4】実施形態２に係るクラッドモード光除去機構Ａを包含するレーザ光伝送用の光ファイバケーブルの端部を示す断面図である。

【図5】クラッドモード光除去機構の第１変形例の断面図である。

【図6A】第１変形例の第２モードストリッパの形成方法の第１説明図である。

【図6B】第１変形例の第２モードストリッパの形成方法の第２説明図である。

【図6C】第１変形例の第２モードストリッパの形成方法の第３説明図である。

【図6D】第１変形例の第２モードストリッパの形成方法の第４説明図である。

【図7】クラッドモード光除去機構の第２変形例の断面図である。

【図8】クラッドモード光除去機構の第３変形例の断面図である。

【図9】クラッドモード光除去機構の第４変形例の断面図である。

【図10】クラッドモード光除去機構の第５変形例の断面図である。

【図11】クラッドモード光除去機構の第６変形例の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。

【0010】

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るクラッドモード光除去機構Ａを包含するレーザ光伝送用の光ファイバケーブルＣの端部を示す。この光ファイバケーブルＣは例えばレーザ加工機等に装着されるものであり、この端部はレーザ光の入射端部又は出射端部である。

【0011】

実施形態１の光ファイバケーブルＣは、光ファイバ心線１０の端部に光コネクタ２０が取り付けられた構成を有する。

【0012】

図２は光ファイバ心線１０を示す。

【0013】

光ファイバ心線１０は、光ファイバ１１とそれを被覆するジャケット１２とを含む。光ファイバ心線１０の外径は例えば１．３ｍｍである。

【0014】

光ファイバ１１は、相対的に高屈折率なコア１１ａとそれを被覆する相対的に低屈折率のクラッド１１ｂとを有する。光ファイバ１１は、例えば、コア１１ａが純粋石英ガラスで形成されており、クラッド１１ｂが、フッ素等の屈折率を低下させるドーパントがドープされた石英ガラスで形成されている。光ファイバ１１の外径は例えば５００μｍである。コア１１ａの直径は例えば１００μｍである。コア１１ａの開口数（ＮＡ）は例えば０．２０である。なお、光ファイバ１１は、クラッド１１ｂの外側を更に被覆するサポート層を含んでいてもよい。

【0015】

ジャケット１２は例えば光透過性を有する樹脂で形成されている。ジャケット１２は、単一層で構成されていてもよく、また、内側樹脂層と外側樹脂層との二層で構成されていてもよい。単一層のジャケット１２を形成する樹脂としては、例えば紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂が挙げられる。二層のジャケット１２の内側樹脂層を形成する樹脂としては、例えばシリコーン樹脂が挙げられる。二層のジャケット１２の外側樹脂層を形成する樹脂としては、例えばナイロン樹脂やフッ素系樹脂（テトラフルオロエチレン樹脂等）が挙げられる。ジャケット１２の厚さは例えば０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。

【0016】

光ファイバ心線１０における光コネクタ２０が取り付けられた部分を含む端部には、ジャケット１２が剥離されて光ファイバ１１が露出した先端側のファイバ露出部分１０ａと、それに連続したジャケット１２で被覆された後方側のジャケット被覆部分１０ｂとが構成されている。

【0017】

ファイバ露出部分１０ａの露出した光ファイバ１１における長さ方向の所定長の中間部分の外周面には第１モードストリッパ１３が設けられている。この第１モードストリッパ１３は、光ファイバ１１のクラッド１１ｂを伝搬するクラッドモード光を光ファイバ１１の外部に放出して除去するための構造である。具体的には、第１モードストリッパ１３は、例えば、光ファイバ１１の外周面に対して研磨やブラストや切断などの機械加工、化学エッチング、レーザ加工により加工された形状やシリカなどの微粒子の堆積溶融等して形成された粗面で構成される。

【0018】

ジャケット被覆部分１０ｂの先端側の端から間隔をおいた所定長の部分には、ジャケット１２の外周を被覆するように第２モードストリッパ３０が一体に設けられている。ジャケット被覆部分１０ｂの先端側の端から第２モードストリッパ３０の先端側の端までの長さＤ１は、好ましくは０．５ｍｍ以上２００ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。第１モードストリッパ１３において除去されずに後方に伝搬したクラッドモード光は、光ファイバ１１のコア１１ａ及びクラッド１１ｂを含む領域を伝搬し、ジャケット１２が上層に現れる領域に達すると、ジャケット１２内部まで拡がり、光ファイバ１１及びジャケットを含む領域を伝搬するクラッドモード光へと変化する。この光ファイバ１１及びジャケット１２を伝搬するクラッドモード光は、第２モードストリッパ３０がその上層に現れる領域に達すると、第２モードストリッパ３０内部まで拡がり、光ファイバ１１、ジャケット１２、及び第２モードストリッパ３０を含む領域を伝搬するクラッドモード光へと変化する。そして、第２モードストリッパ３０は、このクラッドモード光を外部に放出するための光導波層を構成する。ここで、本願における「クラッドモード光」は、コア１１ａ及びクラッド１１ｂを含む光ファイバ１１内部を伝搬する光だけでなく、それがジャケット１２内部や第２モードストリッパ３０内部にまで拡がって伝搬する光も含む。第２モードストリッパ３０は、例えば光透過性を有する紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等で形成されている。

【0019】

このような第２モードストリッパ３０は、例えば、図３Ａに示すように、第２モードストリッパ３０の形状のキャビティ４１ａが形成された金型４１に、光ファイバ心線１０をセットし、図３Ｂに示すように、キャビティ４１ａに第２モードストリッパ３０を形成する液状の樹脂材料３０’を注入して硬化させることにより形成することができる。また、第２モードストリッパ３０は、金型４１を用いずに、ジャケット１２上に、順次、樹脂を塗布して固めることでも形成することができる。

【0020】

光コネクタ２０は、例えばステンレスなどの金属等で筒状に形成されている。光コネクタ２０には、先端側に内径の大きい円筒孔が形成され、その中間部に環状のサファイアブロック２１が内嵌めされて先端側のブロック収容部２２と後方側のファイバ収容部２３とに仕切られている。また、ファイバ収容部２３の後方側に連続して内径が光ファイバ心線１０の外径とほぼ同じ先端側心線挿通孔２５が形成され、その後方側に連続して内径の拡大した第２モードストリッパ収容部２６が形成され、その後方側に連続して再び内径が光ファイバ心線１０の外径とほぼ同じ後方側心線挿通孔２７が形成されている。更に、光コネクタ２０の外周から第２モードストリッパ収容部２６に連通した光検出器収容孔２４が形成されている。

【0021】

この光コネクタ２０では、ブロック収容部２２には石英ブロック２８が収容されており、光ファイバ心線１０の端部におけるファイバ露出部分１０ａの光ファイバ１１は、ファイバ収容部２３の中心軸位置を延びると共に、その先端部がサファイアブロック２１に挿通され、且つその先端がブロック収容部２２に収容された石英ブロック２８に融着接続されている。また、ジャケット被覆部分１０ｂのうち先端側の端から第２モードストリッパ３０の先端側の端までの部分は先端側心線挿通孔２５に内嵌めされ、第２モードストリッパ３０で被覆された部分は第２モードストリッパ収容部２６に収容され、第２モードストリッパ３０の後方側の所定長の部分は後方側心線挿通孔２７に内嵌めされている。光コネクタ２０への光ファイバ心線１０の固定は、接着剤を用いた接着固定であってもよく、また、接着剤を用いずに光ファイバ心線１０にかしめ等により外嵌め固定した固定部材を光コネクタ２０に内嵌め固定する機械的固定であってもよい。この場合、後述のクラッドモード光除去機構Ａが固定部材内に構成されていてもよい。更に、光コネクタ２０から後方に延びる光ファイバ心線１０は光コネクタに端部が固定されたＳＵＳ等で形成された外装管９０に挿通されている。加えて、光検出器収容孔２４には、例えばシリコンフォトダイオード等で構成された光検出器５０が収容されており、その光検出器５０は、光検出面が第２モードストリッパ３０の外周面に対向するように設けられている。

【0022】

以上の光ファイバケーブルＣの端部構造において、実施形態１に係るクラッドモード光除去機構Ａは、光コネクタ２０に設けられた光ファイバ心線１０、第２モードストリッパ３０、光検出器５０を備えて構成されている。従って、実施形態１に係るクラッドモード光除去機構Ａでは、第１及び第２モードストリッパ１３，３０が光コネクタ２０内に配置されている。

【0023】

次に、この実施形態１に係るクラッドモード光除去機構Ａによるクラッドモード光の除去動作について説明する。

【0024】

光ファイバケーブルＣにおいて、入射端側の光コネクタ２０の場合には光源からのレーザ光が、また、出射端側の光コネクタ２０の場合には被照射物からの反射光が、石英ブロック２８を介して光ファイバ１１のクラッド１１ｂにも入射してクラッドモード光として伝搬する。このクラッドモード光は、光コネクタ２０内において、大部分が光ファイバ心線１０のファイバ露出部分１０ａの光ファイバ１１の外周面に設けられた第１モードストリッパ１３で光ファイバ１１の外部に放出されて除去される。

【0025】

光コネクタ２０のファイバ収容部２３は、ファイバ露出部分１０ａの光ファイバ１１における第１モードストリッパ１３が設けられている部分を囲う空間を形成するが、第１モードストリッパ１３から放出されたクラッドモード光の除去光は、そのファイバ収容部２３を伝搬し、ファイバ収容部２３における第１モードストリッパ１３が対向する内壁に達して吸収される。ファイバ収容部２３の内壁は、かかる除去光の吸収効率を高める観点からは、研磨やブラストや切断などの機械加工、化学エッチング、レーザ加工等により粗面に形成されていることが好ましい。光コネクタ２０に吸収された除去光は熱に変換されて放熱され、その一部は光コネクタ２０において消費され、残りは最終的に光コネクタ２０の外部に赤外線として放出される。

【0026】

また、上記の通り、第１モードストリッパ１３において除去されずに後方に伝搬したクラッドモード光は、光ファイバ１１のコア１１ａ及びクラッド１１ｂを含む領域を伝搬し、ジャケット被覆部分１０ｂが上層に現れる領域に達すると、ジャケット１２内部まで拡がり、光ファイバ１１及びジャケット１２を含む領域を伝搬するクラッドモード光へと変化する。この光ファイバ１１及びジャケット１２を伝搬するクラッドモード光は、第２モードストリッパ３０がその上層に現れる領域に達すると、第２モードストリッパ３０内部まで拡がり、光ファイバ１１、ジャケット１２、及び第２モードストリッパ３０を含む領域を伝搬するクラッドモード光へと変化し、そして最終的に光コネクタ２０の内壁に吸収されて除去される。

【0027】

このとき、ジャケット１２から第２モードストリッパ３０に効率的にクラッドモード光を放出させる観点からは、第２モードストリッパ３０の屈折率は、ジャケット１２の屈折率と同一又はそれ以上であることが好ましい。具体的には、例えば、ジャケット１２がナイロン樹脂（屈折率１．５３）で形成されている場合、第２モードストリッパ３０をエポキシ樹脂（屈折率１．５７）、ポリカーボネート（屈折率１．５９）等で形成すればよい。また、ジャケット１２がフッ素系樹脂（屈折率１．３５）で形成されている場合、第２モードストリッパ３０を、フッ素系樹脂（屈折率１．３５）、シリコーン樹脂（屈折率１．４３）、ポリメタクリル酸メチル樹脂（屈折率１．４９）、アクリル樹脂（屈折率１．５０）、エポキシ樹脂（屈折率１．５７）、ポリカーボネート（屈折率１．５９）等で形成すればよい。同様の観点からは、第２モードストリッパ３０の長さＬ１は、好ましくは１ｍｍ以上１００ｍｍ以下、より好ましくは５ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。第２モードストリッパ３０の厚さＴ１は、好ましくはジャケット１２の厚さの０．５倍以上５０倍以下、より好ましくは１倍以上２０倍以下である。

【0028】

第２モードストリッパ３０には、クラッドモード光を散乱させて光ファイバ１１に戻るのを抑えると共にクラッドモード光を散失させる観点から、散乱体となるシリカ、アルミナ、サファイアなどの無機材料を分散させて含有させてもよい。

【0029】

第２モードストリッパ３０に放出されたクラッドモード光は、第２モードストリッパ３０に接する光コネクタ２０に達する。光コネクタ２０に達したクラッドモード光は熱に変換されて放熱され、その一部は光コネクタ２０において消費され、残りは最終的に光コネクタ２０の外部に赤外線として放出される。なお、クラッドモード光が入射した第２モードストリッパ３０は発熱を伴うことがあるが、その熱伝導性を高めて光コネクタ２０への放熱性を向上させる観点から、第２モードストリッパ３０には、例えば、金、アルミニウム、銅、これらの金属を含む合金の金属粉、窒化珪素、窒化ホウ素などの熱伝導性セラミックス粉を分散させて含有させてもよい。

【0030】

実施形態１に係るクラッドモード光除去機構Ａによれば、光ファイバ心線１０のファイバ露出部分１０ａの外周面に設けられた第１モードストリッパ１３に加え、ジャケット被覆部分１０ｂの外周を被覆するように第２モードストリッパ３０が設けられており、第１モードストリッパ１３でクラッドモード光の大部分を除去するのに加えて、第１モードストリッパ１３で除去されなかったクラッドモード光を、その後方の第２モードストリッパ３０で除去することができるので、高いクラッドモード光の除去性能を得ることができる。そして、その結果、高信頼性の光ファイバケーブルＣを得ることができる。

【0031】

また、第２モードストリッパ３０に放出されたクラッドモード光の一部は、光検出器５０の光検出面に入射する。光検出器５０は、検出したクラッドモード光を電気信号に変換する。この光検出器５０によるクラッドモード光の検出性能を高める観点からは、光検出器５０の光検出面が第２モードストリッパ３０の外周面に当接していることが好ましく、或いは、光検出器５０の光検出面と第２モードストリッパ３０の外周面との間に、第２モードストリッパ３０を形成する樹脂と同様の光導波性の高い樹脂が充填されていることが好ましい。そして、この電気信号は例えば制御回路に送られ、制御回路は、その電気信号に基づいて、光源からのレーザ光の出力を調整するフィードバック制御、或いは、クラッドモード光の出力が過大であると判断されるときに光源からのレーザ光の出射を遮断するインターロック制御を行う。つまり、実施形態１に係るクラッドモード光除去機構Ａによれば、第１モードストリッパ１３において除去されずに後方に伝搬したクラッドモード光が、ジャケット１２内部まで拡がって伝搬するクラッドモード光に変化する特性を利用し、そのクラッドモード光を第２モードストリッパ３０を介して光検出器５０で検出することにより光源の出力制御を行うことができる。その結果、光ファイバケーブルＣを用いたレーザ加工機等の装置についても高信頼性を得ることができる。

【0032】

（実施形態２）
図４は、実施形態２に係るクラッドモード光除去機構Ａを包含するレーザ光伝送用の光ファイバケーブルＣの端部を示す。なお、実施形態１と同一名称の部分の一部は、実施形態１と同一符号で示す。

【0033】

実施形態２の光ファイバケーブルＣは、光ファイバ心線１０の端部に、先端側から順に光コネクタ２０及び第２モードストリッパユニット６０が間隔をおいて取り付けられた構成を有する。

【0034】

光コネクタ２０は、例えばステンレスなどの金属等で筒状に形成されている。光コネクタ２０の内部には、先端側に内径の大きい円筒孔が形成され、その中間部に環状のサファイアブロック２１が内嵌めされて先端側のブロック収容部２２と後方側のファイバ収容部２３とに仕切られている。また、ファイバ収容部２３の後方側に連続して内径が光ファイバ心線１０の外径とほぼ同一の心線挿通孔２９が形成されている。

【0035】

この光コネクタ２０では、ブロック収容部２２には石英ブロック２８が収容されており、光ファイバ心線１０の端部におけるファイバ露出部分１０ａの光ファイバ１１は、ファイバ収容部２３の中心軸位置を延びると共に、その先端部がサファイアブロック２１に挿通され、且つその先端がブロック収容部２２に収容された石英ブロック２８に融着接続されている。また、ジャケット被覆部分１０ｂのうち先端部分は心線挿通孔に内嵌めされている。

【0036】

第２モードストリッパユニット６０は、例えばステンレスなどの金属等で筒状に形成されている。第２モードストリッパユニット６０には、先端側に内径が光ファイバ心線１０の外径とほぼ同じ先端側心線挿通孔６１が形成され、その後方側に連続して内径の拡大した第２モードストリッパ収容部６２が形成され、その後方側に連続して再び内径が光ファイバ心線１０の外径とほぼ同じ後方側心線挿通孔６３が形成されている。更に、第２モードストリッパユニット６０の外周から第２モードストリッパ収容部６２に連通した光検出器収容孔２４が形成されている。

【0037】

この第２モードストリッパユニット６０では、光ファイバ心線１０の端部におけるジャケット被覆部分１０ｂのうち第２モードストリッパ３０の先端側の所定長の部分は先端側心線挿通孔６１に内嵌めされ、第２モードストリッパ３０で被覆された部分は第２モードストリッパ収容部６２に収容され、第２モードストリッパ３０の後方側の所定長の部分は後方側心線挿通孔６３に内嵌めされている。また、光検出器収容孔２４には、例えばシリコンフォトダイオード等で構成された光検出器５０が収容されており、その光検出器５０は、光検出面が第２モードストリッパ３０の外周面に対向するように設けられている。

【0038】

なお、光コネクタ２０から第２モードストリッパユニット６０までの光ファイバ心線１０は、光コネクタ２０及び第２モードストリッパユニット６０に端部が固定されたＳＵＳ等で形成された外装管９０に挿通されている。また、第２モードストリッパユニット６０から後方に延びる光ファイバ心線１０も同様に第２モードストリッパユニット６０に端部が固定された外装管９０に挿通されている。

【0039】

以上の光ファイバケーブルＣの端部構造において、実施形態２に係るクラッドモード光除去機構Ａは、光コネクタ２０に設けられた光ファイバ心線１０、並びに第２モードストリッパユニット６０に設けられた第２モードストリッパ３０及び光検出器５０を備えて構成されている。従って、実施形態１に係るクラッドモード光除去機構Ａでは、第１モードストリッパ１３が光コネクタ２０内に配置されている一方、第２モードストリッパ３０が光コネクタ２０外の第２モードストリッパユニット６０内に配置されている。この実施形態２に係るクラッドモード光除去機構Ａによるクラッドモード光の除去動作は実施形態１と同一である。

【0040】

この実施形態２に係るクラッドモード光除去機構Ａによれば、第２モードストリッパユニット６０が光コネクタ２０から離間して設けられているので、光コネクタ２０の発熱の影響による光検出器５０でのクラッドモード光の検出の誤差を低く抑えることができる。かかる観点からは、光コネクタ２０と第２モードストリッパユニット６０との間隔Ｄ２は、好ましくは５ｍｍ以上１０００ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以上５００ｍｍ以下である。

【0041】

その他の構成及び作用効果は実施形態１と同一である。

【0042】

（実施形態１及び２の変形例）
＜第１変形例＞
図５は、実施形態１及び２に係るクラッドモード光除去機構Ａの第１変形例を示す。

【0043】

この第１変形例における第２モードストリッパ３０は、光ファイバ心線１０に接触して被覆するように設けられた内側層３１と、その外側に設けられた外側層３２とを有し、それらが同軸状に設けられていると共に異なる材質で形成されている。このような第１変形例のクラッドモード光除去機構Ａによれば、例えば、レーザ光の吸収性能及び／又は散乱性能が内側層３１よりも外側層３２の方が相対的に高くなるようにそれらの材質を選択すれば、第２モードストリッパ３０に放出されて除去されたクラッドモード光を外側層３２で吸収・散乱させて光ファイバ１１に戻りにくくすると共に散失させることができる。また、屈折率が内側層３１よりも外側層３２の方が相対的に高くなるようにそれらの材質を選択すれば、第２モードストリッパ３０に放出されて除去されたクラッドモード光を外側層３２へ導光しやすくなる。

【0044】

このような第１変形例の第２モードストリッパ３０は、例えば、図６Ａに示すように、内側層３１の形状のキャビティ７１ａが形成された第１の金型７１に、光ファイバ心線１０をセットし、図６Ｂに示すように、キャビティ７１ａに内側層３１を形成する樹脂材料３１’を注入して硬化させた後、図６Ｃに示すように、第２モードストリッパ３０の形状のキャビティ７２ａが形成された第２の金型７２に、内側層３１を形成した光ファイバ心線１０をセットし、図６Ｄに示すように、キャビティ７２ａに外側層３２を形成する樹脂材料３２’を注入して硬化させることにより形成することができる。また、第２モードストリッパ３０は、金型７１，７２を用いずに、ジャケット１２上に、順次、樹脂を塗布して固めることでも形成することができる。

【0045】

なお、第２モードストリッパ３０は、内側層３１及び外側層３２の２層よりも多層で構成されていてもよい。

【0046】

＜第２変形例＞
図７は、実施形態１及び２に係るクラッドモード光除去機構Ａの第２変形例を示す。

【0047】

この第２変形例における第２モードストリッパ３０は、前後に三分割した先端層３３と、その後方に設けられた中間層３４と、その後方に設けられた後方層３５とを有し、それらが異なる材質で形成されている。通常、除去されたクラッドモード光のパワーは先端側の方が後方側よりも相対的に高くなるが、このような第２変形例のクラッドモード光除去機構Ａによれば、例えば、レーザ光の吸収性能及び／又は散乱性能が、先端層３３よりも中間層３４の方が高く且つ中間層３４よりも後方層３５の方が高くなるようにそれらの材質を選択すれば、クラッドモード光のパワー分布とは逆に、クラッドモード光の吸収・散乱が先端層３３、中間層３４、及び後方層３５の順に多くなり、これによってクラッドモード光の吸収・散乱を平均化させることができる。また、屈折率が、先端層３３よりも中間層３４の方が高く且つ中間層３４よりも後方層３５の方が高くなるようにそれらの材質を選択しても、同様の作用効果を得ることができる。これにより先端側に偏った局所的な発熱を抑制することができる。なお、第２モードストリッパ３０を形成する材料の吸収性能や散乱性能は、レーザなどの各種光源を用いた分光光度計や散乱係数測定装置にて測定することが一般的に可能である。

【0048】

このような第２変形例の第２モードストリッパ３０は、第１変形例と同様、先端層３３、中間層３４、及び後方層３５を別々に成型することにより形成することができる。

【0049】

なお、第２モードストリッパ３０は、先端層３１と後方層３３との２層のみで構成されていてもよく、また、３層よりも多層で構成されていてもよい。

【0050】

＜第３変形例＞
図８は、実施形態１及び２に係るクラッドモード光除去機構Ａの第３変形例を示す。

【0051】

この第３変形例における光ファイバ心線１０は、第２モードストリッパ３０で被覆された部分におけるジャケット１２の第２モードストリッパ３０との界面を構成する外周面が凹凸面に構成されている。このような第３変形例のクラッドモード光除去機構Ａによれば、光ファイバ心線１０の第２モードストリッパ３０で被覆された部分におけるジャケット１２の第２モードストリッパ３０との界面を構成する外周面が凹凸面に構成されているので、ジャケット１２内を拡がって伝搬するクラッド伝搬モード光が第２モードストリッパ３０との界面で全反射する確率が低くなるため、ジャケット１２内を拡がって伝搬するクラッドモード光の第２モードストリッパ３０への移動が容易になり、除去効率を上げることができる。

【0052】

このような第３変形例の光ファイバ心線１０におけるジャケット１２の外周面の凹凸面は、研磨やブラストや切断などの機械加工、化学エッチング、レーザ加工により形成された粗面で構成することができる。

【0053】

なお、クラッドモード光除去機構Ａは、この第３変形例の構成に加えて、第１変形例又は第２変形例の構成を備えていてもよい。

【0054】

＜第４変形例＞
図９は、実施形態１及び２に係るクラッドモード光除去機構Ａの第４変形例を示す。

【0055】

この第４変形例における第２モードストリッパ３０は、光ファイバ心線１０に接触して被覆するように設けられた内側層３１と、その外側に設けられた外側層３２とを有し、それらが同軸状に設けられていると共に異なる材質で形成され、更に内側層３１における外側層３２との界面を構成する外周面が凹凸面に構成されている。このような第４変形例のクラッドモード光除去機構Ａによれば、第２モードストリッパ３０の内側層３１における外側層３２との界面を構成する外周面が凹凸面に構成されているので、外側層３１内に拡がって伝搬するクラッドモード光が外側層３２との界面で全反射する確率が低くなるため、外側層３１内を拡がって伝搬するクラッドモード光の外側層３２への移動が容易になり、除去効率を上げることができる。

【0056】

このような第４変形例の第２モードストリッパ３０における内側層３１の外周面の凹凸面は、研磨やブラストや切断などの機械加工、化学エッチング、レーザ加工により形成された粗面で構成することができる。また、この凹凸面は、内側層３１を成型する第１の金型７１のキャビティ７１ａの内壁に逆パターンの凹凸面を設けておくことによっても形成することができる。

【0057】

なお、クラッドモード光除去機構Ａは、この第４変形例の構成に加えて、第３変形例の構成を備えていてもよい。

【0058】

＜第５変形例＞
図１０は、実施形態１及び２に係るクラッドモード光除去機構Ａの第５変形例を示す。

【0059】

この第５変形例におけるクラッドモード光除去機構Ａは、光検出器５０に第２モードストリッパ３０を介して対向するように設けられた平面鏡で構成された反射部材８０を更に備える。このような第５変形例のクラッドモード光除去機構Ａによれば、光検出器５０に対向するように反射部材８０が設けられているので、光検出器５０の反対側に除去されたクラッドモード光も、反射部材８０により光検出器５０に向かって反射され、それにより光検出器５０において高精度でクラッドモード光を検出することができる。この光検出器５０におけるクラッドモード光の検出精度を高める観点からは、反射部材８０は第２モードストリッパ３０の外周面に当接するように設けられていることが好ましい。

【0060】

なお、クラッドモード光除去機構Ａは、この第５変形例の構成に加えて、第１〜第４変形例の構成の少なくとも１つを備えていてもよい。

【0061】

＜第６変形例＞
図１１は、実施形態１及び２に係るクラッドモード光除去機構Ａの第６変形例を示す。

【0062】

この第６変形例におけるクラッドモード光除去機構Ａは、光検出器５０の光検出面に第２モードストリッパ３０を介して対向すると共に焦点が光検出器５０の光検出面に結ばれるように設けられた凹面鏡で構成された反射部材８０を更に備え、第２モードストリッパ３０には反射部材８０の凹部８１に嵌合する凸部３６が形成されている。このような第６変形例のクラッドモード光除去機構Ａによれば、第５変形例の場合と同様、光検出器５０に対向するように反射部材８０が設けられているので、反射部材８０で反射したクラッドモード光が光検出器５０に集光され、しかも、凹面鏡で構成された反射部材８０の焦点が光検出器５０の光検出面に結ばれているので集光率が高く、それにより光検出器５０において極めて高精度でクラッドモード光を検出することができる。

【0063】

なお、クラッドモード光除去機構Ａは、この第６変形例の構成に加えて、第１〜第４変形例の構成の少なくとも１つを備えていてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0064】

本発明はクラッドモード光除去機構の技術分野について有用である。

【符号の説明】

【0065】

Ａ クラッドモード光除去機構
Ｃ 光ファイバケーブル
１０ 光ファイバ心線
１０ａ ファイバ露出部分
１０ｂ ジャケット被覆部分
１１ 光ファイバ
１１ａ コア
１１ｂ クラッド
１２ ジャケット
１３ 第１モードストリッパ
２０ 光コネクタ
３０ 第２モードストリッパ
３１ 内側層
３２ 外側層
３３ 先端層
３５ 後方層
５０ 光検出器
８０ 反射部材
９０ 外装管

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】