(57)【要約】【課題】  入射端面において、より多くの光をバンドルファイバ内に導くことができ、低コストでの製造を可能とするバンドルファイバを提供する。【解決手段】  本発明のバンドルファイバは、複数本の光ファイバを束ねたバンドルファイバにおいて、光の入射側端面に露出する材質が、複数の材質からなり、このうちコアを構成する材質の割合が面積比で７０％以上であることを特徴としている。また、本発明のバンドルファイバは、複数本の光ファイバを束ねたバンドルファイバにおいて、光の入射側端面に露出する材質が単一の材質からなるものとすることもできる。なお、これらのバンドルファイバの入射側端面は、複数本の光ファイバを溶融一体化して形成される。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の光ファイバを束ねたバンドルファイバにおいて、光の入射側端面に露出する材質が、複数の材質からなり、このうちコアを構成する材質の割合が面積比で７０％以上であることを特徴とするバンドルファイバ。
【請求項２】
複数本の光ファイバを束ねたバンドルファイバにおいて、光の入射側端面に露出する材質が、単一の材質からなることを特徴とするバンドルファイバ。
【請求項３】
入射側端面が、複数本の光ファイバを溶融一体化して形成されている請求項１又は２に記載のバンドルファイバ。
【請求項４】
前記バンドルを構成する光ファイバが、ホーリーファイバである請求項２又は３に記載のバンドルファイバ。
【請求項５】
ホーリーファイバの空孔をコラプスすることにより、入射側端面を単一の材質としてなる請求項２乃至４のいずれかに記載のバンドルファイバ。
【請求項６】
ホーリーファイバの材質が、純粋石英ガラスである請求項２乃至５のいずれかに記載のバンドルファイバ。
【請求項７】
ホーリーファイバの材質が、フッ素及び／又は水酸基のドープされた石英ガラスである請求項２乃至５のいずれかに記載のバンドルファイバ。
【請求項８】
前記バンドルを構成する光ファイバが、コアとクラッドからなる光ファイバであって、コアが純粋石英ガラス、もしくはフッ素及び／又は水酸基のドープされた石英ガラスからなり、クラッドがフッ素のドープされた石英ガラスからなっている請求項１乃至３のいずれかに記載のバンドルファイバ。
【請求項９】
前記バンドルを構成する光ファイバの、入射側端面近傍のクラッドの一部又は全部が除去されている請求項８に記載のバンドルファイバ。
【請求項１０】
クラッドが、化学エッチングにより除去されている請求項９に記載のバンドルファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本の光ファイバを束ねたバンドルファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
光の伝送に、光ファイバを束ねたバンドルファイバを用いることがある。バンドルファイバの端面に照射された光は、その全てが光ファイバ中に取り込まれるわけではない。光ファイバはその断面が円形をなしていることから、バンドルファイバの個々の光ファイバ間には隙間があり、この隙間部分に照射された光は、光ファイバ内に入っていくことができない。
【０００３】
光の入射効率を上げる対策として、特許文献１は、複数本の光ファイバを石英製スリーブに通して充填し、バンドルの端部を溶融・一体化して個々の光ファイバ間の隙間を無くすことにより、光の入射効率を上げている。
【特許文献１】特開平０８−３０４６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、光ファイバは、コアの周囲に光をコア部に閉じ込めるために必要な低屈折率のクラッド部を有しているが、クラッド部に入射された光は基本的には光ファイバ中に導波されない。そのため、特許文献１の方法で隙間を無くしても、端面でコアの占める割合（以下、コア充填率と称する）は、一般的にバンドルファイバで用いられているコア径２００μｍ／クラッド径２４０μｍの光ファイバを使用した場合で、６９．４％と低い。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、入射端面において、より多くの光をバンドルファイバ内に導くことができ、低コストでの製造を可能とするバンドルファイバを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、複数本の光ファイバを束ねたバンドルファイバにおいて、光の入射側端面に露出する材質が、複数の材質からなり、このうちコアを構成する材質の割合が面積比で７０％以上であることを特徴とするバンドルファイバである。
請求項２に記載の発明は、複数本の光ファイバを束ねたバンドルファイバにおいて、光の入射側端面に露出する材質が、単一の材質からなることを特徴とするバンドルファイバである。
なお、これらのバンドルファイバの入射側端面は、複数本の光ファイバを溶融一体化して形成するのが好ましい。
【０００７】
前記バンドルを構成する光ファイバには、ホーリーファイバを使用するのがよく、より好ましくは、ホーリーファイバの空孔をコラプスして入射側端面を単一の材質からなるものとする。なお、ホーリーファイバとは、コア部分の周囲に空孔があいた光ファイバであり、この空孔（空気またはその他の気体、もしくは真空）が低屈折率のクラッドとして作用するものである。
ホーリーファイバをコラプスした場合、その部分にはクラッドがなくなり、入射光の結合効率が向上する。
ホーリーファイバの材質として、純粋石英ガラス、もしくはフッ素及び／又は水酸基のドープされた石英ガラスなどが挙げられる。
【０００８】
また、前記バンドルを構成する光ファイバには、ガラスコアとガラスクラッドからなる通常の光ファイバを使用することもでき、これには、コアが純粋石英ガラス、もしくはフッ素及び／又は水酸基のドープされた石英ガラスで形成され、クラッドがフッ素のドープされた石英ガラスで形成されたものが挙げられる。この光ファイバは、入射側端面近傍のクラッドの一部又は全部が化学エッチングにより除去されたものとするのが好ましい。これは、入射側端面近傍のクラッド部を除去することにより、コア部の比率が増加し、入射光の結合効率が向上するためである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のバンドルファイバは、入射端面において、より多くの光をバンドルファイバ内に導くことができ、かつ製造が容易であり、コスト低減に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のバンドルファイバは、複数本のホーリーファイバあるいはコア部とクラッド部が中実のガラスからなる従来型の光ファイバを使用して、端面でのコアの占める割合を増加させたものである。
以下、本発明のバンドルファイバについて図を用いて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されず、様々な態様が可能である。
【００１１】
通常、広く使用されている従来型の光ファイバは、石英ガラス等の中心部にコアと称される屈折率の高い領域を持たせた、中実の構造を有している。これに対してホーリーファイバは、図１に示すように、ファイバの軸方向に複数の空孔が設けられ、ガラス層を高屈折率のコア部とし、空孔中の空気層を低屈折率のクラッド部として用いるものである。このため、空気とガラスの屈折率差が極めて大きく、高い開口数を付与することができ、より多くの光をファイバ内に導波することができる。その導波原理は、従来の光ファイバと同様に全反射である。図１では空孔が同心円状に１層のみ示されているが、同心円状に多層に設けてもよく、また、空孔断面や空孔の配列が円形でなくてもよい。
【００１２】
ホーリーファイバでバンドルファイバを製造するには、その端部を雰囲気ガスもしくは減圧雰囲気中で加熱し、コラプスして空孔を潰した後、図２に示すように、さらに端部を加熱して溶融一体化することにより、個々のホーリーファイバ間の隙間を無くし、端面を単一組成のガラスのみからなるものとする。溶融一体化の加熱手段としては、カーボンヒーターや酸水素火炎を用いることができる。また、予め束ねておいたホーリーファイバをそのまま加熱し、空孔のコラプスと一体化を同時に行うこともできる。
【００１３】
なお、ホーリーファイバを製造するには、例えば、ガラス原料の火炎加水分解反応で生成したガラス微粒子を堆積させて多孔質ガラス母材を製造し、得られた多孔質ガラス母材を必要に応じて脱水処理時、又は脱水処理後に１１００〜１４５０℃で加熱して多孔質ガラス母材を削孔に適した嵩密度に収縮させ、端面を研磨してその軸方向に、超硬ドリルやダイヤモンドドリルなどで孔開け加工した後、脱水・高純度化処理及び透明化処理を行う方法があり、図１に示すようなホーリーファイバが得られる。
ホーリーファイバの材質として、純粋石英ガラス、もしくはフッ素及び／又は水酸基のドープされた石英ガラスなどが挙げられる。
【００１４】
また、従来型の光ファイバのように、コアとクラッドに組成の異なるガラスを用いる場合には、コア又はクラッドのいずれかに光の導波には最適ではないガラスを用いざるを得なかったが、ホーリーファイバの場合には、伝送する光の波長に最も適したガラスのみを用いることができる。例えば、紫外線を伝送する場合、耐紫外線性に優れる、フッ素や水酸基を導入した石英ガラスのみとすることができる。
【００１５】
本発明のバンドルファイバは、従来型の光ファイバを用いてもコア充填率を改善することができる。
先ず、図３に示すように、光の入射端側の光ファイバのクラッド部分の一部又は全部を除去する。次に、この部分を溶融一体化することにより、光の入射部分のコア充填率を最大１００％まで高めることができる。
【００１６】
なお、光ファイバの入射側端面近傍のクラッド部分の一部又は全部を除去するには、例えば、光ファイバをフッ化水素酸溶液に浸けて、化学的にエッチングする方法が挙げられる。このとき、コア充填率が７０％以上、好ましくは８０％以上さらに好ましくは１００％となるようにエッチングするとよい。
また、紫外線の伝送に適したバンドルファイバとするには、コアを純粋石英ガラス、もしくはフッ素及び／又は水酸基がドープされた石英ガラスとし、クラッドにはフッ素がドープされた石英ガラスとするのが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明のバンドルファイバを用いることにより、コア充填率の高いバンドルファイバが容易に低コストで得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ホーリーファイバを示す拡大断面図である。
【図２】ホーリーファイバを用いての、本発明のバンドルファイバの製造例を説明する概略側面図である。
【図３】従来型光ファイバを用いての、本発明のバンドルファイバの製造例を説明する概略側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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