(57)【要約】【課題】本発明は、コアの径の大きさを、一端から他端へ徐々に小さくしても、光がコアからクラッドに漏洩することのないコア径変換光ファイバを提供することを目的とする。【解決手段】本願発明のコア径変換光ファイバは、コアの径の大きさが一端から他端へ徐々に小さくなるに従い、コア又はクラッドの屈折率を変化させる構造とした。具体的には、本願発明のコア径変換光ファイバは、コアよりも低い屈折率のクラッドで半径方向を囲まれた前記コアの径が、一端から他端へ徐々に小さくなっている光ファイバであって、前記コアの径が小さくなるに従い、前記コアの屈折率の前記クラッドの屈折率に対する比が大きくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアよりも低い屈折率のクラッドで半径方向を囲まれた前記コアの径が、一端から他端へ徐々に小さくなっている光ファイバであって、
前記コアの径が小さくなるに従い、前記コアの屈折率の前記クラッドの屈折率に対する比が大きくなることを特徴とする光ファイバ。
【請求項２】
前記クラッドの屈折率は一定であって、
前記コアの径が小さくなるに従い、前記コアの屈折率が大きくなることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項３】
前記コアの径が小さくなるに従い、前記コアの屈折率が大きくなり、前記クラッドの屈折率が小さくなることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ。
【請求項４】
前記クラッドの外径は、一定の大きさであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ファイバ。
【請求項５】
前記コアの径が小さくなるに従い、前記クラッドの外径は小さくなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッドで囲まれたコアが、一端から他端へ徐々に細くなっているコア径変換光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
コアの径の大きい光ファイバからの光を集束して用いるために、コアの径を光ファイバの一端から他端へ徐々に小さくしたコア径変換光ファイバがある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許４１１６４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、コアの径を、一端から他端へ徐々に小さくすると、コアの径の大きい側から光を入射した場合、光ファイバ内を伝搬する光のコアとクラッドとの界面での入射角及び反射角が徐々に小さくなり、コアとクラッドとの間で光が全反射しなくなり、コアの径が小さくなっている部分で、光がコアからクラッドに漏洩する。前記課題を解決するために、本発明は、コアの径の大きさを、一端から他端へ徐々に小さくしても、光がコアからクラッドに漏洩することのないコア径変換光ファイバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本願発明のコア径変換光ファイバは、コアの径の大きさが一端から他端へ徐々に小さくなるに従い、コア又はクラッドの屈折率を変化させる構造とした。
【０００６】
具体的には、本願発明のコア径変換光ファイバは、コアよりも低い屈折率のクラッドで半径方向を囲まれた前記コアの径が、一端から他端へ徐々に小さくなっている光ファイバであって、前記コアの径が小さくなるに従い、前記コアの屈折率の前記クラッドの屈折率に対する比が大きくなることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、コアの径が大きい入射側から光を入射した場合、コアの径が小さい出射側で光がコアからクラッドに漏洩することはなくなる。
【０００８】
また、本願発明のコア径変換光ファイバの前記クラッドの屈折率は一定であって、前記コアの径が小さくなるに従い、前記コアの屈折率が大きくなることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、コアの径が大きい入射側から光を入射した場合、コアの径が小さい出射側で光がコアからクラッドに漏洩することはなくなる。また、クラッドの屈折率を変化させることなく、コアの屈折率の変化によってコアとクラッドとの間で光が全反射するので、クラッドの製造が容易となる。
【００１０】
また、本願発明のコア径変換光ファイバの前記コアの径が小さくなるに従い、前記コアの屈折率が大きくなり、前記クラッドの屈折率が小さくなることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、コアの径が大きい入射側から光を入射した場合、コアの径が小さい出射側で光がコアからクラッドに漏洩することはなくなる。また、コアの径が小さくなった部分で、コアの屈折率のクラッドの屈折率に対する比を大きくすることができる。
【００１２】
また、本願発明のコア径変換光ファイバの前記クラッドの外径は、一定の大きさであることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、コアの径が大きい入射側から光を入射した場合、コアの径が小さい出射側で光がコアからクラッドに漏洩することはなくなる。また、クラッドの外径が一定であるため、光ファイバの外径を変えずに、コアからクラッドへの光の漏洩を無くすることができる。
【００１４】
また、本願発明のコア径変換光ファイバの前記コアの径が小さくなるに従い、前記クラッドの外径は小さくなることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、コアの径が大きい入射側から光を入射した場合、コアの径が小さい出射側で光がコアからクラッドに漏洩することはなくなる。また、コアの径が小さくなると共に、クラッドの外径も小さくなることから、コアの径及びクラッドの外径の小さい部分では、光ファイバの曲げを容易に行うことができる。
【００１６】
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、コアの径の大きさを、一端から他端へ徐々に小さくしても、光がコアからクラッドに漏洩することのないコア径変換光ファイバを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るコア径変換光ファイバ３０の断面図である。
【図２】本発明に係るコア径変換光ファイバ３１の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２０】
本発明に係るコア径変換光ファイバは、コアよりも低い屈折率のクラッドで半径方向を囲まれたコアの径が、一端から他端へ徐々に小さくなっている光ファイバであって、コアの径が小さくなるに従い、コアの屈折率のクラッドの屈折率に対する比が大きくなる。図１は本発明に係るコア径変換光ファイバ３０の断面図である。
【００２１】
図１において、１１は、外径が一定の大きさのクラッド、１２は、一端から他端に向けて径が徐々に小さくなっている形状のコアである。クラッド１１の外径は、本発明に係る第一のコア径変換光ファイバ３０の一端から他端まで一定の大きさである。コア１２の径は、本発明に係るコア径変換光ファイバ３０の一端から他端へ徐々に小さくなっている。ここで、コア１２の屈折率のクラッド１１の屈折率に対する比が、コア１２の径の大きさに対して一定の場合は、コア１２の太い側から入射された光は、一端から他端へ向かうに従い、反射角が変化していくことで、クラッド１１とコア１２との間で全反射されなくなり、入射された光はクラッド１１へ漏洩する。
【００２２】
本発明に係るコア径変換光ファイバ３０では、クラッド１１の屈折率を一定として、コア１２の屈折率は、コア１２の径が小さくなるに従い大きくなる。つまり、コア１２の径が小さくなるに従い、コア１２の屈折率のクラッド１１の屈折率に対する比が大きくなる。よって、コア１２の太い側から入射された光は、一端から他端へ向かうに従い反射角が小さくなっても、クラッド１１とコア１２との間で全反射され、入射側から出射側まで漏洩することはない。また、クラッド１１の屈折率を変化させることなく、コア１２の屈折率の変化によって、コア１２及びクラッド１１の間で光を全反射できるので、クラッド１１の製造が容易となる。なお、屈折率の変化は、一端から他端へ徐々に、又は段階的に変化してもよい。
【００２３】
また、クラッド１１の屈折率を、コア１２の径が小さくなるに従い小さく、コア１２の屈折率を、コア１２の径が小さくなるに従い大きくなるようにしてもよい。つまり、コア１２の径が小さくなるに従い、コア１２の屈折率のクラッド１１の屈折率に対する比が大きくなる。よって、コア１２の太い側から入射された光は、一端から他端へ向かうに従い反射角が小さくなっても、クラッド１１とコア１２との間で全反射され、入射側から出射側まで漏洩することはない。なお、屈折率の変化は、一端から他端へ徐々に、又は段階的に変化してもよい。
【００２４】
そして、コア１２の屈折率は一定として、クラッド１１の屈折率は、コア１２の径が小さくなるに従い小さくなるようにしてもよい。つまり、コア１２の径が小さくなるに従い、コア１２の屈折率のクラッド１１の屈折率に対する比が大きくなる。よって、コア１２の太い側から入射された光は、一端から他端へ向かうに従い反射角が小さくなっても、クラッド１１とコア１２との間で全反射され、入射側から出射側まで漏洩することはない。なお、屈折率の変化は、一端から他端へ徐々に、又は段階的に変化してもよい。
【００２５】
以下に、クラッド１１及びコア１２の材質、外形及び屈折率について例示する。材質は、ガラス又はポリマ樹脂を用いるとよい。材質の組み合わせは、クラッド１１及びコア１２共にガラス、クラッド１１及びコア１２共にポリマ樹脂、クラッド１１にポリマ樹脂、コア１２にガラスが例示できる。ガラスを用いた場合の屈折率は１．３〜１．７、ポリマ樹脂を用いた場合の屈折率は１．２〜２．０となる。クラッド１１の外径は１２５μｍ、コア１２の径は大きい側で５０μｍ、小さい側で１０μｍが例示できる。これらコアとクラッドとの比屈折率差（（コアの屈折率−クラッドの屈折率）／コアの屈折率）はコアの径の大きい側で０．１〜２％、小さい側で０．５〜５％が例示できる。そして、コア径変換光ファイバ３０の全長は０．０１ｍ〜２０ｍが例示できる。
【００２６】
さらに、本発明に係るコア径変換光ファイバのクラッド１１の外径は、一定の大きさであってもよい。クラッド１１の外径の大きさが一定であるため、コア１２からクラッド１１へ光は漏洩しない。
【００２７】
本発明に係るコア径変換光ファイバはコア１２の径が小さくなるに従い、クラッドの外径は小さくなってもよい。図２は本発明に係るコア径変換光ファイバ３１の断面図である。
【００２８】
図２において、１３は、一端から他端に向けて外径が徐々に小さくなっているクラッド、１２は、一端から他端に向けて径が徐々に小さくなっている形状のコアである。クラッド１３の外径は、一端から他端に向けて徐々に小さくなっている。コア１２の径は、一端から他端に向けて徐々に小さくなっている。コア１２の屈折率のクラッド１３の屈折率に対する比が、コア１３の径の大きさに対して一定である場合は、コア１２の太い側から入射された光は、一端から他端へ徐々に反射角が小さくなるに従い、クラッド１３とコア１２との間で全反射されなくなり、入射された光はクラッド１３へ漏洩する。
【００２９】
本発明に係るコア径変換光ファイバ３０では、クラッド１３の屈折率は一定として、コア１２の屈折率は、コア１２の径が小さくなるに従い、大きくなる。つまり、コア１２の径が小さくなるに従い、コア１２の屈折率のクラッド１３の屈折率に対する比が大きくなる。よって、コア１２の太い側から入射された光は、一端から他端へ向かうに従い反射角が小さくなっても、クラッド１３とコア１２との間で全反射され、入射側から出射側まで漏洩することはない。また、クラッド１３の屈折率を変化させることなく、コア１２の屈折率の変化のみで、コア１２及びクラッド１３の間で光を全反射できるので、クラッド１３の製造が容易となる。なお、屈折率の変化は、一端から他端へ徐々に、又は段階的に変化してもよい。
【００３０】
また、クラッド１３の屈折率を、コア１２の径が小さくなるに従い小さく、コア１２の屈折率を、コア１２の径が小さくなるに従い大きくなるようにしてもよい。つまり、コア１２の径が小さくなるに従い、コア１２の屈折率のクラッド１１の屈折率に対する比が大きくなる。よって、コア１２の太い側から入射された光は、一端から他端へ向かうに従い反射角が小さくなっても、クラッド１３とコア１２との間で全反射され、入射側から出射側まで漏洩することはない。なお、屈折率の変化は、一端から他端へ徐々に、又は段階的に変化してもよい。
【００３１】
そして、コア１２の屈折率は一定として、クラッド１３の屈折率は、コア１２の径が小さくなるに従い小さくなるようにしてもよい。つまり、コア１２の径が小さくなるに従い、コア１２の屈折率のクラッド１３の屈折率に対する比が大きくなる。よって、コア１２の太い側から入射された光は、一端から他端へ向かうに従い反射角が小さくなっても、クラッド１３とコア１２との間で全反射され、入射側から出射側まで漏洩することはない。なお、屈折率の変化は、一端から他端へ徐々に、又は段階的に変化してもよい。
【００３２】
以下に、クラッド１３及びコア１２の材質、外形及び屈折率について例示する。材質は、ガラス又はポリマ樹脂を用いるとよい。材質の組み合わせは、クラッド１３及びコア１２共にガラス、クラッド１３及びコア１２共にポリマ樹脂、クラッド１３にポリマ樹脂、コア１２にガラスが例示できる。ガラスを用いた場合の屈折率は１．３〜１．７、ポリマ樹脂を用いた場合の屈折率は１．２〜２．０となる。図２のクラッド１３の外径は、大きい側で１００μｍ〜１０００μｍ、小さい側で５０μｍ〜５００μｍ、コア１２の径は、大きい側で４０μｍ〜８００μｍ、小さい側で５〜３００μｍが例示できる。これらコアとクラッドの比屈折率差はコアの径の大きい側で０．１〜２％、小さい側で０．５〜５％が例示できる。そして、コア径変換光ファイバ３１の全長は０．０１ｍ〜２０ｍが例示できる。ただし、コア１２の径が小さくなるに従い、クラッド１３の外径は小さくなる。
【００３３】
この構成によれば、コア１２の径の大きさの変換と共にクラッド１３の外径は小さくなるため、コア１２の径の小さい部分では、クラッド１３と共に曲げることができ、本発明に係るコア径変換光ファイバ３１の曲げを容易にすることができる。
【００３４】
以上の実施形態では、ステップ型光ファイバについて説明したが、グレーテッド型光ファイバでも同様である。この場合、グレーテッド型でコアの屈折率を大きくすることはコアの中心部の屈折率を大きくすることになる。また、コアの屈折率のクラッドの屈折率に対する比を大きくすることは、コアの中心部の屈折率をクラッドの屈折率よりも大きくすることになる。
【００３５】
以下に本発明に係るコア径変換光ファイバの製造方法の概要を説明する。上記説明したいずれの実施形態においても、ＶＡＤ（Ｖａｐｏｒ  ｐｈａｓｅ  ａｘｉａｌ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いてコア及びクラッドを一括して光ファイバの母材を製造することができる。また、コアの母材及びクラッドの母材を別々に製造し、両者を溶融し一体化して光ファイバの母材としてもよい。コア又はクラッドの屈折率を長軸方向に変化させるにはＶＡＤ法で長軸方向の屈折率を制御すればよい。コアとクラッドとの径の比率を変えるには、ＶＡＤ法で径方向の屈折率を制御すればよい。そして、製造した光ファイバの母材を線引きすれば、本発明に係るコア径変換光ファイバを製造することができる。光ファイバの母材は、コアの径とクラッドの外径との比率が所定の比率になっていれば、線引き速度を調整して太さを決定することができる。外径は線引き速度によって制御できる。即ち、速く線引きすれば細くなり、遅く線引きすれば太くなる。線引き速度を変えれば、外径を変えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明のコア径変換光ファイバは、光パワー伝送光ファイバとして利用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１１、１３：クラッド
１２：コア
３０、３１：本発明に係るコア径変換光ファイバ
【図１】
2010237320.tif 000003
【図２】
2010237320.tif 000004