(57)【要約】  その内部に内部通路を有するカプラーであって、前記内部通路は、前記カプラーの入力端部から前記カプラーの出力端部へテーパーがつけられ、それによって、前記内部通路の入力端部の断面積が前記内部通路の出力端部の断面積より大きくなっており、前記カプラーの前記内部通路の壁は、反射性となっている、カプラーと、その内部に内部通路を有するウェーブガイドであって、前記ウェーブガイドは、前記カプラーの前記内部通路の前記出力端部からの光出力が前記ウェーブガイドの前記内部通路の入力端部内に入射するように配置されており、前記ウェーブガイドの前記内部通路の壁が反射性となっている、ウェーブガイドと、を備えることを特徴とする集光型導波装置が提供される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部に内部通路を有するカプラーであって、前記内部通路は、前記カプラーの入力端部から前記カプラーの出力端部へテーパーがつけられ、それによって、前記内部通路の入力端部の断面積が前記内部通路の出力端部の断面積より大きくなっており、前記カプラーの前記内部通路の壁は、反射性となっている、カプラーと、
その内部に内部通路を有するウェーブガイドであって、前記ウェーブガイドは、前記カプラーの前記内部通路の前記出力端部からの光出力が前記ウェーブガイドの前記内部通路の入力端部内に入射するように配置されており、前記ウェーブガイドの前記内部通路の壁が反射性となっている、ウェーブガイドと、
を備えることを特徴とする集光型導波装置。
【請求項２】
前記カプラー及び前記ウェーブガイドは銅から形成されることを特徴とする請求項１に記載の集光型導波装置。
【請求項３】
前記カプラー及び前記ウェーブガイドは、真ちゅうから形成されることを特徴とする請求項１に記載の集光型導波装置。
【請求項４】
前記ウェーブガイドの前記内部通路は、前記ウェーブガイドの前記内部通路の前記入力端部の断面積が前記ウェーブガイドの前記内部通路の出力端部の断面積より大きくなるようにテーパーがつけられることを特徴とする請求項２に記載の集光型導波装置。
【請求項５】
前記ウェーブガイドは、光が前記ウェーブガイドの前記内部通路の前記入力端部に入る光学経路が、光が前記ウェーブガイドの前記内部通路の前記出力端部から出る光学経路に対して所定の角度を形成するように、曲げられることを特徴とする請求項４に記載の集光型導波装置。
【請求項６】
前記カプラーの前記内部通路の壁及び前記ウェーブガイドの前記内部通路の壁は、遠赤外線光に対して反射性とされることを特徴とする請求項１に記載の集光型導波装置。
【請求項７】
遠赤外線光を案内する方法であって、
銅カプラーの内部通路の入力端部内に前記遠赤外線光を向けるステップであって、前記カプラーの前記内部通路は、入力端部から前記カプラーの前記内部通路の出力端部へテーパーがつけられており、それによって、前記内部通路の入力端部の断面積が前記内部通路の前記出力端部の断面積より大きくなる、銅カプラーの内部通路の入力端部内に前記遠赤外線光を向けるステップと、
前記光が前記カプラーから出力し、ウェーブガイドの内部通路の入力端部内に入射するように、前記カプラーの前記内部通路の壁から遠赤外線光を反射するステップと、
銅ウェーブガイドの前記内部通路の壁から遠赤外線光を反射するステップと、
を備えることを特徴とする、遠赤外線光を案内する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
この出願は、米国特許商標庁に２０１１年４月１２日に提出した米国仮特許出願第６１／４７４，４２１号の優先権の利益を主張し、その開示はその全体を参照することによって本願に組み込まれる。
【０００２】
例示的な実施形態と一致する装置及び方法は、遠赤外線レーザー光とともに使用するための集光型導波装置（concentrator waveguide device）に関する。
【背景技術】
【０００３】
遠赤外線レーザー光は、ファイバーオプティックスの加工、切断、及び、融着接続、あるいは他のガラス材料又は金属材料の加工、融着、切除、又は切断のための精密材料加工工程などの多くの用途のために多くの分野で使用されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
その内部に内部通路を有するカプラーであって、前記内部通路は、前記カプラーの入力端部から前記カプラーの出力端部へテーパーがつけられ、それによって、前記内部通路の入力端部の断面積が前記内部通路の出力端部の断面積より広くなっており、前記カプラーの前記内部通路の壁は、反射性となっている、カプラーと、その内部に内部通路を有するウェーブガイドであって、前記ウェーブガイドは、前記カプラーの前記内部通路の前記出力端部からの光出力が前記ウェーブガイドの前記内部通路の入力端部内に入射するように配置され、前記ウェーブガイドの前記内部通路の壁が反射性となっている、ウェーブガイドと、を備えることを特徴とする集光型導波装置が提供される。
【０００５】
カプラー及びウェーブガイドは、銅又は真ちゅうから製造されてもよい。
【０００６】
ウェーブガイドの内部通路は、ウェーブガイドの内部通路の入力端部の断面積がカプラーの内部通路の出力端部の断面積より大きくなるようにテーパーが付けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】例示的な実施形態による集光型導波装置を図示する。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、例示的な実施形態による集光型導波装置が図示する。集光型導波装置は、カプラーと、ウェーブガイドと、を備えており、そのカプラー及びウェーブガイドは、その内部における光入力を案内し、且つ集光地点に集光させる。カプラー及びウェーブガイドは、高反射性の内部壁を有しており、それらの内部壁は、内部通路を画定し、その内部通路内で光を反射させる。カプラー及びウェーブガイドは、銅又は真ちゅう、あるいは当業者によって理解されるであろう他の金属から製造されてもよい。カプラー及びウェーブガイドは、互いに異なる材料から製造されてもよい。
【０００９】
カプラー及びウェーブガイドの内部壁は、その場所から入射光を反射させるために、非常に磨かれている。代替的には、カプラー及びウェーブガイドの１つ又は両方の内部壁は、その内部壁に形成された反射性コーティングを有してもよい。
【００１０】
カプラー及びウェーブガイドの内部通路の断面は、円形状、又は当業者によって理解されるであろう他の形状とされてもよい。カプラー及びウェーブガイドは、互いに異なる内部断面形状を有してもよい。
【００１１】
カプラーの内部通路は、入力端部（図１に示される左側）から反対側の出力端部（図１に示される右側）へテーパーがつけられる。それによって、内部通路の入力端部の断面は、内部通路の出力端部の断面より大きくなる。内部通路のテーパーは、実質的に連続的であってもよく、又は不連続であってもよい。ウェーブガイドの内部通路は、均一の断面形状を有してもよく、又は、図１に示されるように、その入力端部からその出力端部へテーパーがつけられてもよい。ウェーブガイドの内部通路のテーパーは、実質的に連続的であってもよく、又は不連続であってもよい。
【００１２】
ウェーブガイドの内部通路は、実質的に直線状でもよく、又は入力端部の断面に対して実質的に垂直である入力方向が、出力端部の断面に対して実質的に垂直である出力方向に対して所定の角度を形成する場合があるように、湾曲してもよく、あるいは曲がっていてもよい。
【００１３】
ウェーブガイドは、その出力端部がその入力端部に対して移動可能とされてもよいようにフレキシブルとされてもよい。
【００１４】
カプラーの内部通路の出力端部の断面の面積は、ウェーブガイドの内部通路の入力端部の断面の面積と等しい、又は当該面積より大きいとされており、ウェーブガイドは、カプラーからの光出力がウェーブガイドの内部通路内に入射するように位置付けられる。
【００１５】
集光器のテーパー又は集光型導波装置のテーパーに起因して、集光型導波装置を通過する光は集光し、集光型導波装置内への光入力と比較して、集光型導波装置からの光出力の増加した出力密度が存在する。
【００１６】
集光型導波装置は、１０．６μｍ又は９．６μｍの波長を有する光などの遠赤外線を集光して案内するために使用されてもよい。代替的には、集光型導波装置は、近赤外線の光、他の赤外線の光、又は可視の波長を有する光を案内するために使用されてもよい。
【００１７】
集光型導波装置からの光出力は、ファイバーオプティックスの切断及び融着接続、又は、他のガラス材料又は金属材料の融着、切除、又は切断などの精密材料加工工程において使用されてもよい。
【００１８】
集光型導波装置の１つの利点は、バルクオプティックス（bulk optics）を使用せずに、小さな外形のカプラー及びウェーブガイドを使用して、光を特定の点に案内するための空間の効率的な使用である。さらに、集光型導波装置は、光に対して不透明な材料から製造されるので、その中に光を包囲することによって、集光型導波装置によって作用するそれらに対してさらなる安全性を提供する。
【図１】
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【国際調査報告】
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