(57)【要約】【課題】光ファイバが接着剤で保持部材に固定された光導波部材と他の光ファイバ等の光学部材とを接続して光伝送を行う場合でも出力変動を抑制することができると共に、他の光学部材との接続部分の強度が不安定になるのを防ぐ。【解決手段】集積機能ファイババンドル部３の４本の光ファイバ３０は、フェルール３０ａ内に所望のパターンで配列されて接着剤３３で固定されている。光出射端３２から内部へ向けて所定距離ｄだけ接着剤３３が除去されることにより形成された凹部には散乱体を含む接着剤３５が充填されている。これにより、光ファイバ４０からの戻り光が散乱して外部へ逃げるようになり、接着剤３３の劣化を防ぐことができる。このため、接着剤の劣化による飛散を防ぐことができ、その結果レーザ光の出力変動が大きくなるのを防ぐことができる。【選択図】図２
2008275996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の光学部材と対向して配置されると共に、光ファイバと当該光ファイバを保持する保持部材とが接着剤により固定されており、かつ前記他の光学部材と対向する側に光を散乱させる散乱体を含む媒体が設けられたことを特徴とする光導波部材。
【請求項２】
前記媒体は、前記散乱体が含まれた接着剤であることを特徴とする請求項１記載の光導波部材。
【請求項３】
前記媒体は、前記散乱体が含まれたオイルであることを特徴とする請求項１記載の光導波部材。
【請求項４】
複数の前記光ファイバが前記保持部材に固定されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の光導波部材。
【請求項５】
前記保持部材がフェルールであると共に前記他の光学部材が光ファイバであり、当該光ファイバのコア径が、前記複数の光ファイバを含む円の直径以上であることを特徴とする請求項４記載の光導波部材。
【請求項６】
前記所定波長が短波長領域の波長であることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の光導波部材。
【請求項７】
前記所定波長が４５０［ｎｍ］以下であることを特徴とする請求項６記載の光導波部材。
【請求項８】
前記光ファイバは、マルチモード光ファイバであることを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の光導波部材。
【請求項９】
前記他の光学部材と対向する側の端面に保護媒体が設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の光導波部材。
【請求項１０】
前記保護媒体は、ＹＦ３、ＬｉＦ、ＭｇＦ２、ＮａＦ、ＬａＦ３、ＢａＦ２、ＣａＦ２、及びＡｌＦ３の何れかであることを特徴とする請求項９記載の光導波部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波部材に係り、特に、他の光ファイバ等の他の光学部材と突き合わせて接続して光を伝播する光導波部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバと他の光ファイバ等の光学部材とを接続して高出力のレーザ光を伝送すると、高出力であるために光ファイバと他の光ファイバ等の光学部材との接続部分が高温になる。このため、これらを接続するための光コネクタや光ファイバが破損する虞があり、これを防ぐため種々の技術が提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００３】
また、レーザ光を高密度に集積させ、かつ均一な光を出射させるために、複数の光ファイバを複数本束ねたファイババンドルが従来から提案されている（例えば特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００３−１０７２８０号公報
【特許文献２】特開２００５−１７７０２号公報
【特許文献３】特開２００２−２０２４３５号公報
【特許文献４】特開２００４−３７７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のファイババンドルは、複数本の光ファイバをフェルール内に配置して接着剤によって固定するのが一般的であるが、このようなファイババンドルと他の光ファイバ等の光学部材を当接させて接続して高出力のレーザ光をファイババンドルから他の光ファイバ等の光学部材へ伝送させた場合、高出力であるために他の光ファイバ等の光学部材からの戻り光のパワーも大きくなる。このため、戻り光によって接着剤が劣化して飛散したりすることにより接続部分が汚染され、その結果レーザ光の出力変動が大きくなる、という問題があった。
【０００５】
この問題を解決するためには、例えばファイババンドルの端面から接着剤をある程度除去してエアギャップを設けることにより戻り光による接着剤の劣化を抑えることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、エアギャップを設けるとその付近においては光ファイバがフェルールと接着されないため強度が不安定となる場合があり、端面をクリーニングした際にダメージを受ける虞がある。
【０００７】
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、光ファイバが接着剤で保持部材に固定された光導波部材と他の光ファイバ等の光学部材とを接続して光伝送を行う場合でも出力変動を抑制することができると共に、他の光学部材との接続部分の強度が不安定になるのを防ぐことができる光導波部材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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、他の光学部材と対向して配置されると共に、光ファイバと当該光ファイバを保持する保持部材とが接着剤により固定されており、かつ前記他の光学部材と対向する側に光を散乱させる散乱体を含む媒体が設けられたことを特徴とする。
【０００９】
光導波部材は、光ファイバと当該光ファイバを保持する保持部材とが接着剤により固定された構成であり、他の光学部材と対向して配置される。例えば、光導波部材と他の光学部材とは、オプティカルコンタクトにより接続される。
【００１０】
そして、光導波部材は、他の光学部材と対向する側に光を散乱させる散乱体を含む媒体が設けられている。例えば他の光学部材と対向する側の端面から所定距離分接着剤を除去した領域に前記媒体を設けることができる。
【００１１】
このように他の光学部材と対向する側に光を散乱させる散乱体を含む媒体を設けた構成とすることにより、他の光学部材からの戻り光を散乱させることができる。これにより、戻り光による接着剤の劣化を防ぐことができ、レーザ光の出力変動が大きくなるのを防ぐことができる。
【００１２】
なお、請求項２に記載したように、前記媒体は、前記散乱体が含まれた接着剤である構成とすることができる。
【００１３】
また、請求項３に記載したように、前記媒体は、前記散乱体が含まれたオイルである構成とすることができる。
【００１４】
また、請求項４に記載したように、複数の前記光ファイバが前記保持部材に固定されている構成とすることができる。
【００１５】
また、請求項５に記載したように、前記保持部材がフェルールであると共に前記他の光学部材が光ファイバであり、当該光ファイバのコア径が、前記複数の光ファイバを含む円の直径以上である構成とすることができる。
【００１６】
また、請求項６に記載したように、前記所定波長が短波長領域の波長である場合、例えば請求項７に記載したように、前記所定波長が４５０［ｎｍ］以下である場合に本発明を適用すると効果が顕著である。
【００１７】
また、請求項８に記載したように、前記光ファイバは、マルチモード光ファイバである構成とすることができる。
【００１８】
また、請求項９に記載したように、前記他の光学部材と対向する側の端面に保護媒体が設けられた構成としてもよい。これにより、他の光学部材との当接部分の接着を抑止することができる。
【００１９】
この場合、請求項１０に記載したように、前記保護媒体は、ＹＦ３、ＬｉＦ、ＭｇＦ２、ＮａＦ、ＬａＦ３、ＢａＦ２、ＣａＦ２、及びＡｌＦ３の何れかであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、光ファイバが接着剤で保持部材に固定された光導波部材と他の光ファイバ等の光学部材とを接続して光伝送を行う場合でも出力変動を抑制することができると共に、他の光学部材との接続部分の強度が不安定になるのを防ぐことができる、という効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
本実施形態では、複数の光ファイバを束ねたファイババンドルと他の光ファイバとを接続してファイババンドルに入射された光を他の光ファイバに出力する光源装置について説明する。
【００２３】
「ファイババンドル、光源装置」
図１は、本実施形態の光源装置及びファイババンドルの構成を示す概略断面図である。図１は、１２本の光ファイバを集積させたファイババンドルを例に示したものであり、図１において各部の縮尺は視認しやすくするために適宜変えて表示してある。
【００２４】
図１に示されるように、本実施形態の光源装置２は、ファイババンドル１と、複数の光源２０と、複数の光源２０からの出射された入射光Ｌ１を、ファイババンドル１の集積機能ファイババンドル部３の複数の光ファイバ３０の各光入射端３１に入射させる光入射手段２１とを備えたものであり、複数の光源２０からの入射光Ｌ１をファイババンドル１により集積させて出射させるものである。
【００２５】
本実施形態において光入射手段２１は、単芯ＳＣコネクタであり、光源２０の数と同数がコネクタボックス２２に設置されている。コネクタボックス２２内には、ファイババンドル１が光出射端６２側の一部を除いて収容されており、各ＳＣコネクタにファイババンドル１の集積機能ファイババンドル部３を構成する複数の光ファイバ３０の光入射端３１が接続されている。
【００２６】
コネクタボックス２２の光出射口２３からは、保護チューブ６０に覆われたファイババンドル１の第２のファイババンドル部６の光出射端６２側の一部が出ており、光出射端６２にはＦＣフェルール６３が装着されている。
【００２７】
ファイババンドル１は、複数の光ファイバ３０に個別に入射させた複数の入射光Ｌ１を集積させて出射させるように複数の光ファイバ３０が光出射端３２側で配列されて束ねられた集積機能ファイババンドル部３と、集積機能ファイババンドル部３からの出射光を均一化させて出射させる光ファイバ４０を備えた均一機能ファイバ部４とを有する第1のファイババンドル部５と、複数の第１のファイババンドル部５からの出射光を集積させて出射させるように複数の第１のファイババンドル部５の均一機能ファイバ部４が光出射端４２側で配列されて束ねられた第２のファイババンドル部６を備えたものである。
【００２８】
集積機能ファイババンドル部３及び第２のファイババンドル部６における複数の光ファイバ３０及び均一機能ファイバ部４のバンドルは、光ファイバを所望のパターンで配列させた後に接着剤で固定して作製される。接着剤としては、例えば熱硬化型の接着剤を用いることができ、使用する光源に合わせた耐熱温度を有するものが好ましい。要求される耐熱温度が３００℃を超える場合は無機系の耐熱接着剤が用いられる。
【００２９】
集積機能ファイババンドル部３の光出射端３２と均一機能ファイバ部４の光入射端４１とは、それぞれフェルール３０ａ、４０ａ（図１では図示略）に挿入されて、スリーブ５０（保持部材）内において保護媒体５１を介してオプティカルコンタクトにより当接されている。従って、集積機能ファイババンドル部３と均一機能ファイバ部４とは着脱可能である。当接部における接圧は、４．９Ｎ〜１１．８Ｎ程度が好ましい。
【００３０】
フェルール３０ａ及び４０ａに挿入された両端面は研磨加工されており、その端面形状は、接続損失が少なくなる形状であれば特に制限されず、半球面状や平面状等が挙げられる。フェルール３０ａ及び４０ａとしてＳＣフェルールを使用する場合は、スリーブ５０としてＳＣコネクタを使用することができる。
【００３１】
図２（Ａ）は、図１の集積機能ファイババンドル部３の光出射端３２、均一機能ファイバ部４の光入射端４１の拡大断面図、同図（Ｂ）は図１の集積機能ファイババンドル部３の光出射端３２と均一機能ファイバ部４の光入射端４１とが当接された状態の拡大断面図、図３は図１の集積機能ファイババンドル部３の光出端面３２ａと均一機能ファイバ部４の光入射端面４１ａの概略図である。
【００３２】
集積機能ファイババンドル部３の複数（本実施形態では４本）の光ファイバ３０は、図２、図３に示すように、フェルール３０ａ内に光ファイバ３０を所望のパターンで配列させた後に接着剤３３で固定して作製される。接着剤としては、使用する光源に合わせた耐熱温度を有するものが好ましいが、短波長（例えば４５０ｎｍ以下）の高出力レーザを光源として用いた場合、均一機能ファイバ部４の光ファイバ４０からの戻り光によって集積機能ファイババンドル部３の光出射端３２付近の接着剤３３を劣化させる。これにより、接着剤３３が飛散したりすることにより接続部分が汚染され、その結果レーザ光の出力変動が大きくなる場合がある。
【００３３】
そこで、本実施形態では、図２（Ａ）に示すように、光出射端３２から内部へ向けて所定距離ｄだけ接着剤３３が除去されることにより形成された凹部に光ファイバ４０からの戻り光を散乱させるための散乱体を含む接着剤３５が充填されている。これにより、図２（Ｂ）に示すように、集積機能ファイババンドル部３の光出射端３２と均一機能ファイバ部４の光入射端４１とが当接された状態においてエアギャップは発生しない。
【００３４】
散乱体としては、例えばシリカ（ＳｉＯ２）、ジルコニア（ＺｒＯ２）やチタニア（ＴｉＯ２）等の粒子が挙げられるが、光を散乱させることができるものであればこれに限られるものではない。
【００３５】
このように、集積機能ファイババンドル部３の均一機能ファイバ部４と接続される側の接着剤に散乱体が含まれているため、光ファイバ４０からの戻り光が散乱体によって散乱するようになり、接着剤３３の劣化を防ぐことができる。このため、接着剤の劣化による飛散を防ぐことができ、その結果レーザ光の出力変動が大きくなるのを防ぐことができる。
【００３６】
また、集積機能ファイババンドル部３の均一機能ファイバ部４と接続される側の端面にエアギャップが発生しないため、その部分の強度が不安定となるのを防ぐことができ、端面をクリーニングした場合や研磨した際にダメージを受けるのを防ぐことができる。
【００３７】
戻り光の強度は、所定距離ｄの二乗に反比例する。従って、所定距離ｄを大きくするほど戻り光による接着剤３３の劣化を防ぐことができるが、集積機能ファイババンドル部３の端面側の接着剤３５には散乱体が含まれているため、所定距離ｄは散乱体の含有量に応じて定めることができる。すなわち、散乱体の含有量が多くなるほど光の散乱も多くなるため、散乱体の含有量が多くなるほど所定距離ｄを小さくし、散乱体の含有量が少なくなるほど所定距離ｄを大きくする。従って、所定距離ｄは、散乱体の含有量に応じて、光ファイバ４０からの戻り光によって接着剤３３が劣化してレーザ光の出力変動が許容値を越えるのを防ぐことができる距離に設定する。
【００３８】
次に、接着剤３３の除去方法の一例について説明する。
【００３９】
まず、光ファイバ３０の光出射端３２側に向けて、接着剤３３が溶けない程度の出力（例えば１０ｍＷ）のレーザ光を照射する。これを所定時間（例えば１００時間）継続して接着剤３３を徐々に劣化させる。
【００４０】
そして、有機溶剤（例えばアセトン）により劣化した部分の接着剤３３を取り除く。本発明者は、コア径が６０μｍ、クラッドを含んだ外径が８０μｍの光ファイバをフェルール内に４本配置して接着剤で固定したファイババンドルに対して上記の方法により接着剤を除去する場合のレーザ光の照射時間と接着剤の除去量（所定距離ｄ）との関係を求めた所、以下のような結果となった。
【００４１】
【表１】
2008275996.tif 000003
このように、レーザ光の照射時間を長くすると接着剤の除去量も増加する。すなわち、レーザ光の照射時間を制御することで接着剤の除去量を制御することができる。
【００４２】
なお、接着剤の除去は、有機溶剤を用いて除去する場合に限らず、ＵＶオゾンやプラズマによるクリーニング等の方法を用いても良い。また、光ファイバの光出射端面付近を局所的に加熱することができるのであれば、レーザ光に限らず赤外線等を照射して接着剤を劣化させるようにしてもよい。
【００４３】
また、光ファイバ３０の出射端にレーザ光を直接照射するのではなく、光ファイバ４０を接続した状態で、例えば図１に示すようにファイババンドル１が構成されている状態でレーザ光をファイババンドル１に入射させて大気中に放射させ、その時の光ファイバ４０からの戻り光によって接着剤３３を劣化させるようにしてもよい。接着剤は、数１０ｍＷ程度のレーザ光を直接照射することで除去することができるため、例えば入射光に対する戻り光の割合が４％程度だとすると、１ｍＷ程度のレーザ光をファイババンドル１に入射して大気中に放射させれば、戻り光のパワーは４０ｍＷ程度となる。従って、この戻り光を用いて接着剤を劣化させることが十分可能となる。
【００４４】
上記のようにして接着剤を除去した後、その部分に散乱体を含む接着剤３５を充填して硬化させた後、端面を研磨する。
【００４５】
なお、接着剤を除去してから散乱体を含む接着剤３５を充填するのではなく、フェルール３０ａ内に光ファイバ３０を配置してその中の全体に熱硬化型の接着剤を充填した後、その接着剤が硬化する前に、端面側の接着剤に散乱体を混入させるようにしてもよい。
【００４６】
図３に示されるように、均一機能ファイバ部４の光ファイバ４０は、少なくとも光入射端面４１ａにおいて、集積機能ファイババンドル部３の光出端面３２ａにおける複数の光出射領域３２ｒを含む円の直径と同等以上の大きさのコア部４１ｒを有するものである。かかる構成とすることにより、均一機能ファイバ部４は、集積機能ファイババンドル部３からの出射光すべてを受光して、損失無く均一化させて出射させることができる。
【００４７】
複数の光ファイバ３０の材料系は特に制限なく、ＳｉＯ２や石英を主成分とするガラス系光ファイバ等が挙げられ、入射光Ｌ１の波長によって好適な材料を選択することができる。光ファイバの種類は特に制限されないが、光源等への利用を考えた場合は、マルチモード光ファイバが好ましい。
【００４８】
複数の光ファイバ３０は、集積機能ファイババンドル部３を構成するものであるので、より高密度に集積可能となるように、そのファイバ径はより細径であることが好ましい。しかしながら、光ファイバは細径化すればするほど、取り扱い性が困難となり、ファイバ長もその取り扱いの困難性、生産上の歩留まりの点からも短くせざるを得なくなる等、設計自由度が制限されてしまう。また、非常に細径な光ファイバを高密度に集積させたファイババンドルはケーブル化処理が非常に難しい。従って、できるだけ径の太い光ファイバにより集積構造を形成できることが好ましい。
【００４９】
本実施形態のファイババンドル１は、集積機能ファイババンドル部３からの出射光を均一化して出射させる均一機能ファイバ部４を更に束ねて集積させる２段集積構造としている。従って、要求される光量が決まっている場合、このような２段集積構造は、通常の単一集積構造のものに比して一度に集積させる光ファイバの数が少なくてよいことになる。つまり、単一集積構造のものに比して大口径の光ファイバにより集積機能ファイババンドル部３を形成することが可能である。例えば、単一集積構造の場合において、外径が５０μｍ程度の光ファイバを集積させる場合、図１に示される構成では外径８０μｍ程度にすることが可能である。この程度のファイバ径を有していれば、ファイバ長も取り扱い性の容易な５０ｃｍ〜１ｍ程度とすることができる。
【００５０】
また、集積させる光ファイバの本数が多い場合、例えば２０本を超えるような場合は、取り扱い性が容易でないため、ファイバを束ねる際に用いる接着剤の量にむらが生じやすく、この接着むらによりファイババンドルの光出射端面を研磨する際に影響を及ぼして研磨状態を不安定にする可能性がある。上記したように、ファイババンドル１は、集積機能ファイババンドル部３で集積させる光ファイバの数を少なくすることができるので、接着むらを生じにくくすることもできる。更に、集積度の高密度化の要求に対しても、後記するような集積機能ファイババンドル部を多段構造とすることにより、一つの集積本数を取り扱い性の容易な本数に維持したまま集積度を高くすることが可能である。
【００５１】
集積機能ファイババンドル部３において、複数の光ファイバ３０の配列パターンは特に制限ないが、図４（ａ）及び（ｂ）に示されるような同心円状（２次元状）に密接させて束ねた配列とすると細経の光ファイバを束ねやすく好ましい。最終的な出射パターンは、第２のファイババンドル部６の光出射端６２における均一機能ファイバ部４の配列パターンによって決まるので、ファイババンドル１においては、集積させやすい同心円状の配列で束ねることが可能である。
【００５２】
均一機能ファイバ部４は、１本のマルチモード光ファイバ４０からなり、その材料系は特に制限されないが、複数の光ファイバ３０が束ねられた集積機能ファイババンドル部３からの出射光を均一化させて出射させるものであるので、複数の光ファイバ３０と同一の材料系の光ファイバであることが好ましい。
【００５３】
上記したように、集積機能ファイババンドル部３は細経ファイバを集積させたものであるので、高密度に集積させた場合は取り扱い性の困難性からファイバ長をあまり長くすることができない。均一機能ファイバ部４は、複数の光からなる集積機能ファイババンドル部３からの出射光を、マルチモードファイバからなる光ファイバ４０を導光中に生じる光の干渉やモード間の相互作用等により均一化させて出射させるものであるので、光ファイバ４０の長さは長い方が好ましい。したがって、均一機能ファイバ部によりファイババンドル全体の長さを調整することができる。導光中の光損失を考慮すると、光ファイバ４０の長さは１０ｃｍ以上５ｍ以下であることが好ましく、１ｍ以上５ｍ以下であることがより好ましい。
【００５４】
均一機能ファイバ部４からの出射光は、ニアフィールドパターンによりその強度分布を測定しても、均一性の高いものとなる。従って、第１のファイババンドル部５のみの構成としても、出射光の均一性の高いファイババンドルを提供することができる。
【００５５】
ファイババンドル１の光出射端は、第２のファイババンドル部６の光出射端６２である。従って、ファイババンドル１からの出射光Ｌ２の出射パターンは、光出射端６２における均一機能ファイバ部４の光ファイバ４０の配列により変化させることができる。図５（ａ）〜（ｄ）に光ファイバ４０の配列パターンの例を示す。
【００５６】
例えば、長四角のミラー全体を照射する光源として使用するような場合は、図５（ａ）又は（ｂ）のように１次元状に密接させた配列パターンで光ファイバ４０を配列すればよい。図５（ａ）又は（ｂ）に示されるパターンを細径ファイバのみで集積させようとした場合は、その取り扱い性の難しさから、無効エリアの多い出射パターンとなりやすく、その結果均一性の悪い光源となりやすい。上記したように、本実施形態のファイババンドル１は、集積機能ファイババンドル部３においては、集積させやすい同心円状の配列とし、取り扱い性の容易な口径の大きい均一機能ファイバ部４の光ファイバ４０を所望の配列にして束ねることにより出射パターンを形成することができるので、製造が簡易であり、かつ、均一性の良好な光を出射させることができる。
【００５７】
また、図５（ｄ）に示されるように、離間された出射位置から複数の光を出射させる場合などは、各出射点において、均一性の高い光を出射させることができる。
【００５８】
ファイババンドル１は、集積機能ファイババンドル部３と均一機能ファイバ部４とがオプティカルコンタクトにより当接された構成としている。従って、集積機能ファイババンドル部３と均一機能ファイバ部４とを容易に着脱することができる。従来の単一集積構造の場合等は、ファイババンドルを構成する複数の光ファイバのうち１本に故障や機能低下を生じた場合や、光源としての仕様が変更された場合等はファイババンドル毎交換しなければならず、ファイババンドルからの出射光を入射させる光学素子等との位置合わせ等をその都度やり直す必要がある。本実施形態のファイババンドル１は、集積機能ファイババンドル部３のみを着脱して取り替えることが可能であるため、光学素子等との位置合わせがされている均一機能ファイバ部４側を動かすことなくメンテナンスすることができる。例えば、図５（ｄ）に示されるように２点を同時に光らせてそれぞれを別の光学系に入射させるような場合のように、各点毎に出射光強度や波長等を設定したい場合も、各点に接続される第１のファイババンドル部５の集積機能ファイババンドル部３のみを仕様にあったものに変更するだけでよいため、各点の光学系への位置調整等をその都度行わずに、自由に各点から出射させる光の特性を変更することが可能である。
【００５９】
しかしながら、ファイババンドル１に、エネルギー密度の高い光、特に４５０ｎｍ以下の短波長光を導光させる場合や、光ファイバの出射端の汚染物質の除去に用いるＵＶクリーニング処理を行う場合等に、当接部において集積機能ファイババンドル部３の光出端面３２ａと均一機能ファイバ部４の光入射端面４１ａの構成材料（石英、ＳｉＯ２等）が何らかの反応を起こして貼り付き、その後離間させた場合に貼り付いていた部分が破損して光損失が増加し、更には再使用不可能な状態になることが本出願人により確認されている。このように着脱により端面の破損を生じる場合は、着脱することができない。
【００６０】
エネルギー密度の高い光を光源として用いるような場合、例えば入射光Ｌ１が波長１９０ｎｍ〜５３０ｎｍの光である場合は、集積機能ファイババンドル部３の光出射端３２と均一機能ファイバ部４の光入射端４１との接着を抑止する保護媒体５１を、光出射端３２と光入射端４１との間に介在させることが好ましい。以下に保護媒体５１が膜体である場合について説明する。
【００６１】
保護膜（保護媒体）５１は、均一機能ファイバ部４の光入射端面４１ａ上に成膜された膜体であり、集積機能ファイババンドル部３の光出射端３２と均一機能ファイバ部４の光入射端４１との接着を抑止するものである。保護膜５１は、光入射端面４１ａ上に直接成膜されてもよいし、アシスト膜を介して成膜されてもよい。
【００６２】
保護膜５１は上記したような現象を防ぐためのものであるので、集積機能ファイババンドル部３及び均一機能ファイバ部４がＳｉＯ２や石英等を主成分とするガラス材料からなる場合に、これらを常温において物理的に当接させた場合に光出射端３２と光入射端４１との接着を抑止するものであることが好ましい。従って、保護膜５１としては、集積機能ファイババンドル部３及び均一機能ファイバ部４に含まれるＳｉＯ２や石英と容易に反応せず、波長１９０ｎｍ〜５３０ｎｍの光に不活性なものが好ましく、フッ化物を含むものが挙げられる。フッ化物としては、酸素（Ｏ）を含まないものが好ましく、ＹＦ３、ＬｉＦ、ＭｇＦ２、ＮａＦ、ＬａＦ３、ＢａＦ２、ＣａＦ２及びＡｌＦ３からなる群より選ばれる少なくとも１種のフッ化物がより好ましい。これらのフッ化物は波長１９０ｎｍ〜４１０ｎｍの光に対して不活性であり、４１０ｎｍ〜５３０ｎｍの波長に対してもその活性度は少ない。また、波長が長くなるに従ってそのエネルギー密度も小さくなることから、４１０ｎｍ以上の波長の光に対しても好適な保護膜５１を形成することができる。
【００６３】
保護膜５１は、単層膜であってもよいし多層膜であってもよい。多層膜である場合は、保護膜５１の最上層が上記材料を含むものであることが望ましく、最上層膜以外の下層膜は、Ｓｉを含まない酸化物を含むことが好ましい。
【００６４】
更に、保護膜５１の存在による光損失は、より少ない方が好ましいため、導光させる光の波長に対して光吸収の少ない材料である方が好ましい。紫外光に対してはフッ化物膜は損傷閾値が高く、従って光吸収の点でも保護膜５１の材料としてフッ化物は好ましい。更に、導波される光が紫外光の場合は、グラフに示されるようにフッ化物膜の中でもＹＦ３やＬｉＦ等が損傷閾値が高く、より好ましい。
【００６５】
上記のような構成の保護膜５１とすることにより、エネルギー密度の高い光、例えば波長１９０ｎｍ〜５３０ｎｍの光を導光させる場合や、当接部の両端面に有機物による汚染を防ぐ為のＵＶクリーニングを施す場合に、集積機能ファイババンドル部３と均一機能ファイバ部４との当接部における化学反応を防いで当接部の損傷を抑制することができる。例えば、当接部に対して５０ｇ重以上１ｋｇ重以下（より好ましくは５００ｇ重以下）の荷重で圧着した後に離間させても当接部の損傷を最低限に抑制し、集積機能ファイババンドル部３と均一機能ファイバ部４とが再使用可能とする、つまり着脱可能とすることができる。
【００６６】
本実施形態において保護膜５１は均一機能ファイバ部４の光入射端面４１ａ上に成膜されているが、集積機能ファイババンドル部３の光出端面３２ａ上に成膜されてもよいし、光入射端面４１ａ及び光出端面３２ａの両方に成膜されてもよい。
【００６７】
保護膜５１は、均一機能ファイバ部４と集積機能ファイババンドル部３とを着脱させる際に成膜された端面から剥離しないことが好ましい。従って、保護膜５１が、光出端面３２ａ又は光入射端面４１ａのどちらか一方に成膜されている場合は、保護膜５１が成膜されている端面と保護膜５１との密着性が、保護膜５１が成膜されていない方の端面と保護膜５１との密着性より高い方が好ましい。また、両端面に成膜されている場合は、保護膜５１が成膜されている端面と保護膜５１との密着性が、両端面に成膜された膜同士の密着性より高い方が好ましい。更に、保護膜５１が多層膜である場合は、多層膜を構成する膜同士についても同様に密着性が高い方が好ましい。
【００６８】
保護膜５１の存在による光損失は、上記した保護膜５１の材料以外に、膜厚によって影響される。従って、保護膜５１の膜厚は、光損失に影響のない膜厚とすることが好ましい。保護膜５１における光損失の要因としては、反射による損失と、吸収による損失とが挙げられる。従って、保護膜５１の膜厚は、反射及び吸収による光損失への影響を考慮して決定することが好ましい。
【００６９】
反射による損失を最小にするためには、均一機能ファイバ部４の光入射端面４１ａ又は集積機能ファイババンドル部３の光出端面３２ａのどちらか一方に保護膜５１が成膜されている場合は、保護膜５１の光導波方向の光路長（ｄ×Ｎ，ここでｄは光導波方向の膜厚、Ｎは保護膜５１の屈折率）と導光させる光の波長λとが下記式（１）を充足することが好ましい。
ｄ×Ｎ＝（λ／２）×ｎ  ・・・（１）
（但し、ｎは１以上の整数）
光入射端面４１ａ及び光出端面３２ａの両方に保護膜５１が成膜されている場合は、両方に成膜される保護膜５１が同一の屈折率を有する場合は、（１）式においてｄを保護膜５１の総膜厚とすればよい。しかしながら、両方に成膜する場合、両端面に成膜された保護膜同士が当接により反応や一体化等を生じないように、各端面に成膜される保護膜５１は、少なくとも最表面にある最上層が異種材料により構成されることが好ましい。その場合、光出端面３２ａ上に成膜された保護膜５１の膜厚をｄｆ、同じく屈折率をＮｆとし、光入射端面４１ａ上に成膜された保護膜５１の膜厚をｄｇ、同じく屈折率をＮｇとすると、これらが下記式（２）を充足することが好ましい。
（ｄｆ×Ｎｆ）＋（ｄｇ×Ｎｇ）＝（λ／２）×ｎ  ・・・（２）
（但し、ｎは１以上の整数）
吸収による損失を小さくするためには、保護膜５１は、膜厚が薄い方が好ましい。膜厚が大きいほど膜の光エネルギー吸収が大きいため、吸収されたエネルギーによって保護膜５１が熱劣化し、それに伴う変色やひび割れ等を生じやすくなる。従って上記式（１）及び（２）においてｎは１であることが好ましい。しかしながら、吸収による損失への影響の度合いによっては、反射による影響に比して吸収による影響の方が大きくなる。その場合は、上記式（１）及び（２）において、ｎ＝１とした時の膜厚よりも薄い膜厚においてより光損失を小さくすることができる。
【００７０】
保護膜５１の成膜方法は制限されないが、保護膜５１と成膜される端面との界面での光損失を少なくするためには、成膜前に被成膜面のクリーニングが可能な成膜方法が好ましい。また、膜の緻密性が高いほど、光エネルギー密度の高い光を導波させた際に保護膜５１自身の光のエネルギー吸収による膜質変化が少なくなることから、より緻密な膜を成膜可能な成膜方法が好ましい。成膜前に被成膜面のクリーニング成膜前に被成膜面のクリーニングが可能であり、かつ、緻密性の高い膜を成膜可能な成膜方法としては、イオンアシスト法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等が挙げられる。
【００７１】
以上のように、本実施形態では、光出射端３２から内部へ向けて所定距離ｄだけ接着剤３３が除去されることにより形成された凹部に光ファイバ４０からの戻り光を散乱させるための散乱体を含む接着剤３５が充填された構成としたため、光ファイバ４０からの戻り光が散乱体によって散乱するようになり、接着剤３３の劣化を防ぐことができる。このため、接着剤の劣化による飛散を防ぐことができ、その結果レーザ光の出力変動が大きくなるのを防ぐことができる。
【００７２】
また、集積機能ファイババンドル部３の均一機能ファイバ部４と接続される側の端面にエアギャップが発生しないため、その部分の強度が不安定となるのを防ぐことができ、端面をクリーニングした場合や研磨した際にダメージを受けるのを防ぐことができる。
【００７３】
なお、本実施形態では、接着剤３３が除去されることにより形成された凹部に散乱体を含む接着剤３５が充填された構成について説明したが、接着剤ではなく前記凹部に散乱体を含むマッチングオイルが充填された構成としてもよい。この場合、端面を研磨する必要がなくなる。
【００７４】
また、本実施形態では、複数の光ファイバを束ねた集積機能ファイババンドル部と１本の光ファイバから成る均一機能ファイバ部とをオプティカルコンタクトにより接続した構成に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、フェルール内に光ファイバを接着剤によって固定した構成のものであれば、そのような１本の光ファイバとその光ファイバのコア径よりも大きいコア径を有する他の１本の光ファイバとをオプティカルコンタクトにより接続した構成のものについても本発明を適用可能である。すなわち戻り光が接着剤に照射される可能性のある構成のものであれば本発明を適用可能である。
【００７５】
また、本実施形態では、接着剤を除去した凹部に散乱体を含む接着剤が充填された光ファイバと他の光ファイバとを当接させたファイババンドルに本発明を適用した場合について説明したが、散乱体を含む接着剤が充填された光ファイバと他の光ファイバとの間にガラススタブ等の他の光学部材が介在した構成等、他の光学部材とオプティカルコンタクトする構成にも本発明を適用可能である。
【００７６】
また、本実施形態では、光ファイバをフェルール内に接着剤で固定した場合について説明したが、これに限らず、例えばシリコン等の基板（保持部材）上に形成されたＶ溝に光ファイバを接着剤によって固定した光導波部材と、他の光導波部材とをオプティカルコンタクトにより接続した構成にも本発明を適用可能である。この場合も、光導波部材の基板端部から所定距離ｄ分接着剤を除去した領域に散乱体を含む接着剤を充填した構成とすればよい。
【００７７】
また、本実施形態において、光源装置２は光源２０の数と同数のＳＣコネクタが接続されたコネクタボックス２２内にファイババンドル１の一部が収容されたものを例に説明したが、コネクタボックス２２を備えた構成には限定されない。また、光入射手段２１も制限なく、ＳＣコネクタには限定されない。
【００７８】
また、本実施形態において、保護媒体５１が膜体である場合について説明したが、膜体には限定されない。
【００７９】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係る実施形態のファイババンドル及びこれを備えた光源装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１のファイババンドルの集積機能ファイババンドル部の光出射端と均一機能ファイバ部の光入射端の当接部の拡大断面図である。
【図３】図１のファイババンドルの集積機能ファイババンドル部の光出射端面と均一機能ファイバ部の光入射端面の概略図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は集積機能ファイババンドル部の光出射端面における配列を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は第２のファイババンドル部の光出射端面における均一機能ファイバ部の配列を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１      ファイババンドル
２      光源装置
３      集積機能ファイババンドル部（光導波部材）
４      均一機能ファイバ部
２０      光源
２３      光出射口
３０ａ      フェルール（保持部材）
３０      光ファイバ
３１      光入射端
３２      光出射端
３２ｒ      光出射領域
３２ａ      光出端面
３３      接着剤
３５      接着剤（散乱体を含む媒体）
４０      光ファイバ（他の光学部材）
４１ｒ      コア部
４１      光入射端
４１ａ      光入射端面
４２      光出射端
５１      保護媒体
【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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