(57)【要約】  光コネクタは、光ファイバ４を挿入するための挿入開口部３ｂと、挿入開口部に挿入された光ファイバ先端を所望のレーザ光結合位置に位置決めするための結合開口部３ａと、挿入開口部に挿入された光ファイバを結合開口部にガイドするためのガイド部２ａとを備え、挿入開口部は、結合されるレーザ光の非光軸上に配置され、結合開口部に対する挿入開口部の位置差は、所定値以上である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを挿入するための挿入開口部と、
前記挿入開口部に挿入された前記光ファイバ先端を所望のレーザ光結合位置に位置決めするための結合開口部とを備え、
前記挿入開口部は、結合されるレーザ光の非光軸上に配置され、前記結合開口部に対する前記挿入開口部のレーザ光の光軸に対する位置差は、所定値以上である光コネクタ。
【請求項２】
前記光ファイバを前記挿入開口部にガイドする第１ガイド部と前記挿入開口部に挿入された前記光ファイバを前記結合開口部にガイドする第２ガイド部との少なくとも１つを備える請求項１記載の光コネクタ。
【請求項３】
前記結合開口部に対する前記挿入開口部のレーザ光の光軸に対する位置差ｈは、前記結合開口部の径ｄ、前記挿入開口部及び前記結合開口部間距離Ｌ、レーザ入射集光角度又は光ファイバ受光角度θとした場合に、ｈ≧Ｌ・ｔａｎθ＋ｄに設けられる請求項１又は請求項２記載の光コネクタ。
【請求項４】
前記結合開口部に対する前記挿入開口部のレーザ光の光軸に対する位置差ｈは、挿入する光ファイバ曲げＲ値以上（ｈ≧２Ｒ）に設けられる請求項１又は請求項２記載の光コネクタ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光コネクタと、
レーザ光を前記光コネクタに出射するレーザ光源と、
前記光コネクタに着脱可能で前記レーザ光源からのレーザ光を入射する光ファイバと、
を有することを特徴とするレーザ装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光コネクタと、
レーザ光を前記光コネクタに出射するレーザ光源と、
前記光コネクタに着脱可能で前記レーザ光源からのレーザ光を入射する光ファイバと、
前記光ファイバから少なくとも赤色、橙色、緑色、青色のいずれかを含んだ光が照射されて発光する発光装置と、
を有することを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光コネクタと、
レーザ光を前記光コネクタに出射するレーザ光源と、
前記光コネクタに着脱可能で前記レーザ光源からのレーザ光を入射する光ファイバと、
前記光ファイバから出力されるレーザ光を用いて加工対象物を加工するレーザ加工部と、
を有することを特徴とする加工装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光コネクタと、
レーザ光を前記コネクタに出射するレーザ光源と、
前記光コネクタに着脱可能で前記レーザ光源からのレーザ光を入射する光ファイバと、
前記光ファイバから出力されるレーザ光を用いて治療対象物を治療するレーザ治療部と、
を有することを特徴とする治療装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光コネクタと、
レーザ光を前記光コネクタに出射するレーザ光源と、
前記光コネクタに着脱可能で前記レーザ光源からのレーザ光を入射する光ファイバと、
前記光ファイバから出力されるレーザ光を光信号として光通信を行う光通信部と、
を有することを特徴とする光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを接続する光コネクタ、レーザ装置、照明装置、加工装置、治療装置及び光通信装置に関し、特に、レーザ光を光ファイバに導入する光コネクタの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光源と光ファイバとが接続されたレーザ装置が広く利用されている。また、光ファイバがレーザ光源と脱着可能なレーザ装置も利用されている。このようなレーザ装置について、使用上の特に目に対する安全性を確保するために、光シャッタ機構付きの光コネクタが提案されている。【０００３】
図７は従来の光コネクタの断面図である（特許文献１）。図７に示す光コネクタは、蓋体１０１を有し、蓋体１０１は、上下に開く光シャッタ材１０２と、蓋体１０１と光シャッタ材１０２とを押圧するバネ１０３とを収納している。【０００４】
このような構成において、光ファイバコネクタ１００を左方向に移動させて光シャッタ材１０２に当てると、光シャッタ材１０２が上下に開いて、光が光コネクタを介して右方向に進行する。【０００５】
一方、光ファイバコネクタ１００を右方向に移動させて光シャッタ材１０２から引き抜くと、光シャッタ材１０２が閉じるため、光の右方向への進行が遮断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３２０４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された機械式シャッタ機構を有した光コネクタは、以下のような課題を有していた。即ち、シャッタ及びシャッタを開閉させるためのバネ等の動力部品が追加されるため、構造が複雑化していた。また、光コネクタが小型であるため、光コネクタの組み立てが困難であった。また、バネ等のシャッタ動力部が故障すると、光遮断機能が不完全となる。【０００８】
本発明は、光ファイバの脱着が容易に行え、開閉する動力部を有しない簡単な構造で且つレーザ光の出力を制御でき、安全性を向上できる光コネクタ、レーザ装置、照明装置、加工装置、治療装置及び光通信装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明に係る光コネクタは、光ファイバを挿入するための挿入開口部と、前記挿入開口部に挿入された前記光ファイバ先端を所望のレーザ光結合位置に位置決めするための結合開口部とを備え、前記挿入開口部は、結合されるレーザ光の非光軸上に配置され、前記結合開口部に対する前記挿入開口部のレーザ光の光軸に対する位置差は、所定値以上である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光コネクタによれば、レーザ光を出力する場合には、光ファイバが挿入開口部に導入され、さらに、結合開口部まで光ファイバ先端が到達する。すると、レーザ光が光ファイバ内を伝搬し、レーザ出力光を出射させることができる。【００１１】
一方、レーザ光を遮断する場合には、光ファイバが結合開口部から抜かれると、レーザ光は、結合開口部内で散乱あるいは直進し、通過してきたレーザ光は、レーザ光軸とは異なる挿入開口部付近に当たって散乱し、レーザが減光又は遮断される。【００１２】
従って、光ファイバの脱着が容易に行え、開閉する動力部を有しない簡単な構造で且つレーザ光の出力を制御でき、安全性を向上できる光コネクタ、レーザ装置、照明装置、加工装置、治療装置及び光通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１はレーザ光を出力する場合における実施例１の光コネクタの断面図である。
【図２】図２はレーザ光を遮断する場合における実施例１の光コネクタの断面図である。
【図３】図３は実施例１の光コネクタ内のファイバ配線の応用例を示す図である。
【図４】図４は実施例２の光コネクタ内のファイバ配線を示す図である。
【図５】図５は実施例３の光コネクタ内のファイバ配線を示す図である。
【図６】図６は実施例１の光コネクタを用いたレーザ装置の構成図である。
【図７】図７は従来の光コネクタの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る光コネクタを図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１はレーザ光を出力する場合における実施例１の光コネクタの断面図である。図１において、左方向から右方向にレーザ光が進行する。
【００１６】
実施例１の光コネクタ１は、光アダプタ１ａと光アダプタ１ｂとから構成されている。光アダプタ１ａと光アダプタ１ｂとは、例えば、銅、アルミニウム等の加工し易い金属材料を用いることができる。
【００１７】
光アダプタ１ｂには、光ファイバ４を挿入するための挿入開口部３ｂと、光ファイバ４を挿入開口部３ｂにガイドするための円錐状の第１ガイド部２ｂとが形成されている。円錐状の第１ガイド部２ｂの開き角度は、例えば、６０度に加工されており、挿入開口部３ｂの穴径は、光ファイバ径よりもやや大きい。
【００１８】
光アダプタ１ａには、挿入開口部３ｂに挿入された光ファイバ４先端を所望のレーザ光結合位置に位置決めするための結合開口部３ａと、挿入開口部３ｂに挿入された光ファイバ４を結合開口部３ａにガイドするための円錐状の第２ガイド部２ａとが形成されている。円錐状の第２ガイド部２ａの開き角度は、例えば、６０度に加工されており、結合開口部３ａの穴径は、光ファイバ径よりもやや大きい。結合開口部３ａ、挿入開口部３ｂの断面形状は、円、四角形等の形状に加工されている。
【００１９】
なお、実施例１では、第１ガイド部２ｂと第２ガイド部２ａとの両方を設けているが、第１ガイド部２ｂと第２ガイド部２ａとの一方を設けるように構成しても良い。
【００２０】
挿入開口部３ｂは、結合されるレーザ光の非光軸上に配置されている。結合開口部３ａに対する挿入開口部３ｂのレーザ光の光軸に対する位置差ｈは、光軸ギャップｈである。
【００２１】
次に、図１を参照しながら、光コネクタ１がレーザ光を出力する場合の動作を説明する。
【００２２】
光ファイバ４が第１ガイド部２ｂに沿って挿入開口部３ｂに導入され、さらに、第２ガイド部２ａに沿って結合開口部３ａまで光ファイバ先端が到達する。すると、レーザ光が光ファイバ４内を伝搬し、レーザ出力光を光コネクタ１から出射させることができる。
【００２３】
図２はレーザ光を遮断する場合における実施例１の光コネクタの断面図である。レーザ光を遮断する場合には、図２に示すように、光ファイバ４が結合開口部３ａから第２ガイド部２ａ、挿入開口部３ｂ及び第１ガイド部２ｂを介して抜かれる。すると、レーザ光は、結合開口部３ａ内で散乱あるいは直進し、通過してきたレーザ光は、レーザ光軸とは異なる挿入開口部３ｂ付近に当たって散乱し、レーザが減光又は遮断される。
【００２４】
従って、光ファイバ４の脱着が容易に行え、開閉する動力部を有しない簡単な構造で小型化でき且つレーザ光の出力を制御でき、安全性を向上できる光コネクタ及びレーザ装置を提供することができる。また、装置の小型化により乾電池駆動にてポータブル使用も可能な安全性に優れたレーザ装置を提供できる。
【００２５】
なお、アダプタ１ｂの取り付け方法について、レーザ光軸と垂直面方向に位置を調整することで、所望の光強度に減光・遮断された光コネクタ１とすることができる。例えば、光ファイバ４が光コネクタ１に挿入されている場合には、所望の光強度（クラス１を超える）が光ファイバ４を通して外部において得られる。また、光ファイバ４が光コネクタ１から抜かれた場合には、クラス１のレーザ規格を満たすことができる。
【００２６】
アダプタ１ｂのレーザ光の当たる面を、凹凸構造とすることで、光がより放散され、レーザ光の減光・遮断性を向上することができる。また、アダプタ１ｂのレーザ光の当たる面の表面積が増加することにより、入射されるレーザ光が高出力の場合には、ビームダンパーとしても機能させることができる。
【００２７】
さらに、実施例１において、結合開口部３ａと挿入開口部３ｂとの位置は、使用される光ファイバ４の開口数ＮＡ（受光角度）又はレーザ光の集光ＮＡ（入射集光角度）に合わせて設定しても良い。これにより、アダプタ１ｂでレーザ光をより確実に減光・遮断することができる。
【００２８】
具体的には、結合開口部３ａに対する挿入開口部３ｂのレーザ光の光軸に対する位置差である光軸ギャップをｈ、結合開口部３ａの径をｄ、挿入開口部３ｂ及び結合開口部３ａ間距離をＬ、レーザ入射集光角度又は光ファイバ受光角度をθとした場合に、
ｈ＝Ｌ・ｔａｎθ＋ｄ
で設定される位置に、結合開口部３ａに対して挿入開口部３ｂを形成する。
【００２９】
例えば、ＮＡ＝０．２、ｄ＝０．３ｍｍ、Ｌ＝２ｍｍの場合には、ｈ＝０．７１ｍｍとなる。ＮＡ＝０．１、ｄ＝０．３ｍｍ、Ｌ＝２ｍｍの場合には、ｈ＝０．５ｍｍとなる。
【００３０】
さらに、図３に示すように、前記ｈの設定値以上に光軸ギャップｈを設けることで、レーザ光５の減光及び遮断性をより向上することができる。この場合には、挿入される光ファイバ４の曲げＲの許容値（ｈ＝２Ｒ）まで、レーザ光結合部６に対する光ファイバの挿入開口部７のレーザ光の光軸に対する位置差である光軸ギャップｈを設けることができる。
【００３１】
（実施例２）
図４は実施例２の光コネクタ内のファイバ配線を示す図である。実施例１の光コネクタでは、レーザ光軸方向に光ファイバを抜き差しする構成であったが、実施例２の光コネクタは、レーザ光軸方向とは別方向に光ファイバを抜き差しするものである。
【００３２】
実施例２の光コネクタは、光アダプタ１ｃと光アダプタ１ｄとから構成されている。光アダプタ１ｃと光アダプタ１ｄとは、例えば、銅、アルミニウム等の加工し易い金属材料を用いることができる。
【００３３】
光アダプタ１ｄには、光ファイバ４を挿入するための挿入開口部３ｄと、光ファイバ４を挿入開口部３ｄにガイドするための円錐状の第１ガイド部２ｄとが形成されている。円錐状の第１ガイド部２ｄの開き角度は、例えば、６０度に加工されており、挿入開口部３ｄの穴径は、光ファイバ径よりもやや大きい。
【００３４】
光アダプタ１ｃには、挿入開口部３ｄに挿入された光ファイバ４先端を所望のレーザ光結合位置に位置決めするための結合開口部３ｃと、挿入開口部３ｄに挿入された光ファイバ４を結合開口部３ｃにガイドするための第２ガイド部２ｃとが形成されている。第２ガイド部２ｃは、挿入開口部３ｄから結合開口部３ｃに光ファイバ４を導くように略台形形状をなしている。
【００３５】
結合開口部３ｃと挿入開口部３ｄとは、略直角に配置され、レーザ光軸方向とは別方向に光ファイバ４を抜き差し可能としている。この場合、挿入開口部３ｄは、結合されるレーザ光の非光軸上に配置されている。また、結合開口部３ｃと挿入開口部３ｄとの位置関係は、光ファイバの曲げＲの許容範囲により決定される。
【００３６】
このように構成された実施例２の光コネクタも、実施例１の光コネクタの動作と同様に動作するので、同様な効果が得られる。
【００３７】
なお、図４は、光コネクタ内に配置される光ファイバ形状を主に示しており、図中のアダプタ形状により本発明の光コネクタを制限するものではない。また、結合開口部３ｃと挿入開口部３ｄとの角度は、０度以外に設けても良い。
【００３８】
また、光ファイバ４は、ガラス、プラスチックファイバ等を使用できる。曲げＲの小さい光ファイバを用いると、光コネクタを小型化するのに好適である。
【００３９】
さらに、本発明の光コネクタとは別に、光ファイバを保持するアダプタを使用する方が好ましく、光コネクタに挿入される光ファイバ長さが任意の長さ、即ち結合開口部又はビーム集光位置に光ファイバ先端が来るように調整されることで、レーザ光と光ファイバの結合効率が高めることができる。
【００４０】
（実施例３）
図５は実施例３の光コネクタ内のファイバ配線を示す図である。実施例３の光コネクタは、実施例２の光コネクタと同様にレーザ光軸方向とは別方向に光ファイバを抜き差しするものである。
【００４１】
実施例３の光コネクタは、光アダプタ１ｅから構成されている。光アダプタ１ｅは、例えば、銅、アルミニウム等の加工し易い金属材料を用いることができる。
【００４２】
光アダプタ１ｅには、光ファイバ４を挿入するための挿入開口部３ｆと、光ファイバ４を挿入開口部３ｆにガイドするための円錐状の第１ガイド部２ｆと、挿入開口部３ｆに挿入された光ファイバ４先端を所望のレーザ光結合位置に位置決めするための結合開口部３ｅと、挿入開口部３ｆに挿入された光ファイバ４を結合開口部３ｅにガイドするための第２ガイド部２ｅとが形成されている。
【００４３】
結合開口部３ｅと挿入開口部３ｆとは、略１８０度反対方向に配置され、レーザ光軸方向とは別方向に光ファイバ４を抜き差し可能としている。この場合、挿入開口部３ｆは、結合されるレーザ光の非光軸上に配置されている。また、結合開口部３ｅと挿入開口部３ｆとのレーザ光の光軸に対する位置関係は、光ファイバの曲げＲの許容範囲により決定される。
【００４４】
このように構成された実施例３の光コネクタも、実施例１の光コネクタの動作と同様に動作するので、同様な効果が得られる。
【００４５】
なお、本発明は、実施例１乃至３の光コネクタに限定されるものではない。実施例１乃至３の光コネクタでは、第２ガイド部を設けたが、例えば、第２ガイド部を設けずに、光ファイバを直接に挿入開口部に挿入するように構成することもできる。
【００４６】
（光コネクタを用いた各種の装置）
本発明の光コネクタを用いたレーザ装置は、レーザ光源からの波長や光強度、あるいは変調された信号として、光ファイバの自由度が高い点を活かし、対象まで伝搬させ利用する装置（ガイド光や照明装置、分析や計測を含む観察、レーザ光を作用させる加工装置や治療装置、光通信装置等）に用いることができる。
【００４７】
例えば、光コネクタを用いたレーザ装置は、光ファイバからの光拡散技術を利用した照明装置や、ＬＥＤ照明の代替として効率（電気、熱）の優れた照明装置にも利用することができる。また、医療用カテーテル照明システムにおいても本発明のコネクタ及びレーザ装置を用いることにより、光ファイバカテーテルの脱着を医療現場で安全かつ容易に行うことができる。
【００４８】
次に、光コネクタを用いたレーザ装置、照明装置、加工装置、治療装置、光通信装置の構成について説明する。レーザ装置は、図６に示すように、レーザ光源１０と、集光レンズ１１、光コネクタ１と、光ファイバ４とを有する。レーザ光源１０は、レーザ光を集光レンズ１１を介して光コネクタ１に出射する。光ファイバ４は、光コネクタ１に着脱可能で、レーザ光源１０からのレーザ光を入射する。
【００４９】
照明装置は、レーザ光源１０と、集光レンズ１１、光コネクタ１と、光ファイバ４と、発光装置とを有する。発光装置は、光ファイバ４から少なくとも赤色、橙色、黄色、緑色、青色のいずれかを含んだ光が照射されて発光する。
【００５０】
加工装置は、レーザ光源１０と、集光レンズ１１、光コネクタ１と、光ファイバ４と、レーザ加工部とを有する。レーザ加工部は、光ファイバ４から出力されるレーザ光を用いて加工対象物を加工する。
【００５１】
治療装置は、レーザ光源１０と、集光レンズ１１、光コネクタ１と、光ファイバ４と、レーザ治療部とを有する。レーザ治療部は、光ファイバ４から出力されるレーザ光を用いて治療対象物を治療する。
【００５２】
光通信装置は、レーザ光源１０と、集光レンズ１１、光コネクタ１と、光ファイバ４と、光通信部とを有する。光通信部は、光ファイバから出力されるレーザ光を光信号として光通信を行う。
【符号の説明】
【００５３】
１  光コネクタ
１ａ，１ｂ  光アダプタ
２ａ  第２ガイド部
２ｂ  第１ガイド部
３ａ  結合開口部
３ｂ  挿入開口部
４  光ファイバ
５  レーザ光
１０  レーザ光源
１１  集光レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年8月9日(2018.8.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを挿入するための挿入開口部と、
前記挿入開口部に挿入された前記光ファイバ先端を所望のレーザ光結合位置に導くために開口された結合開口部とを備え、
前記挿入開口部は、結合されるレーザ光の非光軸上に配置され、前記結合開口部に対する前記挿入開口部のレーザ光の光軸に対する位置差は、所定値以上であり、前記挿入開口部における光ファイバの光軸と、前記結合開口部における前記光ファイバの光軸とが前記光ファイバの抜き差し方向に平行であり、
前記光ファイバを前記挿入開口部にガイドするための円錐状の第１ガイド部と前記挿入開口部に挿入された前記光ファイバを前記結合開口部にガイドするための円錐状の第２ガイド部とを備える光コネクタ。
【請求項２】
前記結合開口部に対する前記挿入開口部のレーザ光の光軸に対する位置差ｈは、前記結合開口部の径ｄ、前記挿入開口部及び前記結合開口部間距離Ｌ、レーザ入射集光角度又は光ファイバ受光角度θとした場合に、ｈ≧Ｌ・ｔａｎθ＋ｄに設けられる請求項１記載の光コネクタ。
【請求項３】
前記結合開口部に対する前記挿入開口部のレーザ光の光軸に対する位置差ｈは、挿入する光ファイバ曲げＲ値以上（ｈ≧２Ｒ）に設けられる請求項１又は請求項２記載の光コネクタ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光コネクタと、
レーザ光を前記光コネクタに出射するレーザ光源と、
前記光コネクタに着脱可能で前記レーザ光源からのレーザ光を入射する光ファイバと、
を有することを特徴とするレーザ装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光コネクタと、
レーザ光を前記光コネクタに出射するレーザ光源と、
前記光コネクタに着脱可能で前記レーザ光源からのレーザ光を入射する光ファイバと、
前記光ファイバから少なくとも赤色、橙色、緑色、青色のいずれかを含んだ光が照射されて発光する発光装置と、
を有することを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光コネクタと、
レーザ光を前記光コネクタに出射するレーザ光源と、
前記光コネクタに着脱可能で前記レーザ光源からのレーザ光を入射する光ファイバと、
前記光ファイバから出力されるレーザ光を用いて加工対象物を加工するレーザ加工部と、
を有することを特徴とする加工装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光コネクタと、
レーザ光を前記コネクタに出射するレーザ光源と、
前記光コネクタに着脱可能で前記レーザ光源からのレーザ光を入射する光ファイバと、
前記光ファイバから出力されるレーザ光を用いて治療対象物を治療するレーザ治療部と、
を有することを特徴とする治療装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光コネクタと、
レーザ光を前記光コネクタに出射するレーザ光源と、
前記光コネクタに着脱可能で前記レーザ光源からのレーザ光を入射する光ファイバと、
前記光ファイバから出力されるレーザ光を光信号として光通信を行う光通信部と、
を有することを特徴とする光通信装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明に係る光コネクタは、光ファイバを挿入するための挿入開口部と、前記挿入開口部に挿入された前記光ファイバ先端を所望のレーザ光結合位置に導くために開口された結合開口部とを備え、前記挿入開口部は、結合されるレーザ光の非光軸上に配置され、前記結合開口部に対する前記挿入開口部のレーザ光の光軸に対する位置差は、所定値以上であり、前記挿入開口部における光ファイバの光軸と、前記結合開口部における前記光ファイバの光軸とが前記光ファイバの抜き差し方向に平行であり、前記光ファイバを前記挿入開口部にガイドするための円錐状の第１ガイド部と前記挿入開口部に挿入された前記光ファイバを前記結合開口部にガイドするための円錐状の第２ガイド部とを備える。
【国際調査報告】
2017141348.tif 000010
2017141348.tif 000011
2017141348.tif 000012
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