(57)【要約】【課題】真空装置への設置の容易化を図るとともに、入射効率を向上させる。【解決手段】ガラス管１４と、ガラス管１４の内部に配設された複数の光ファイバ１２を束ねたバンドル部１３とからバンドル光ファイバ１１を構成する。バンドル部１３の周囲を全長にわたってガラス管１４によって覆い、ガラス管１３内にて、光ファイバ１２同士を溶融一体化して隙間なく配設する。バンドル部１３の端面に対するコア２１の面積比率を０．７０以上とする。光ファイバ１２を構成するコア２１及びクラッド２２にフッ素を添加する。【選択図】　　　図１
2004131340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアの周囲をクラッドが囲う光ファイバを複数束ねたバンドル光ファイバであって、
複数の前記光ファイバを束ねたバンドル部を有し、該バンドル部は前記光ファイバの全長にわたって、隣接する光ファイバの前記クラッド同士が溶融一体化されて隙間なく形成されており、前記バンドル部の断面における前記コアの面積比率が０．７０以上であることを特徴とするバンドル光ファイバ。
【請求項２】
請求項１に記載のバンドル光ファイバにおいて、異なる径の光ファイバを束ねて前記バンドル部が構成されていることを特徴とするバンドル光ファイバ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のバンドル光ファイバにおいて、前記光ファイバにフッ素を添加したことを特徴とするバンドル光ファイバ。
【請求項４】
内部を真空引きした状態にて各種の処理が行われる真空装置であって、
前記真空装置の壁部に設けられた挿通孔に、請求項１〜３のいずれか１項に記載のバンドル光ファイバを挿通し、このバンドル光ファイバの外周と前記挿通孔とをシールして気密状態に設置したことを特徴とする真空装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の光ファイバを束ねたバンドル光ファイバに係り、特に、光の伝送効率に優れたバンドル光ファイバ及びそれを備えた真空装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図６に示すように、真空装置のチャンバ１内に照明光を照射したり、物質に紫外線を照射するために、複数の光ファイバを束ねたバンドル光ファイバ２が用いられており、この種のバンドル光ファイバとしては、端部において光ファイバを口出しして一体化させたものがある（例えば、特許文献１参照）。
図７及び図８は、照明光の伝送を目的としたバンドル光ファイバ２における端部構造を示すもので、コア３及びクラッド４からなる複数の光ファイバ５の端部を接着剤６によって接着固定して一体化している。
なお、このバンドル光ファイバは、その直径が５ｍｍ、一本の光ファイバ５の直径が０．２４ｍｍ、コア直径が１９０μｍ、端面におけるコア３の面積比率が０．７０とされ、そして、この構造のバンドル光ファイバでは、入射効率が約７０％とされている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１３０３２号公報（第２頁、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように光ファイバ５の端部を接着剤６によって接着固定した場合、接着剤６が端面において大きな占有面積をとってしまい、これにより、入射端の面積に対して光が入射されるべきコア３の面積が実質的に小さくなり、入射効率が低くなってしまっていた。また、照明光として紫外線を用いる場合、接着剤６に紫外線が吸収されてしまい、さらに伝送効率が低下するという問題もあった。
【０００５】
ここで、図９は、画像伝送を目的としたバンドル光ファイバ２における端部構造を示すもので、コア３及びクラッド４からなる複数の光ファイバ５を束ね、端部においてクラッド４を溶融一体化している。
なお、このバンドル光ファイバ２は、その直径が２ｍｍ、一本の光ファイバ５の直径が８．３μｍ、コア直径が５μｍ、コア３とクラッド４との面積比率が０．６とされ、そして、この構造のバンドル光ファイバ２では、入射効率が約６０％とされている。
【０００６】
このように、クラッド４同士を溶融して一体化させる画像伝送用のバンドル光ファイバ２では、接着剤６による面積の占有や紫外線吸収などの不具合はないが、伝送画像の色のにじみやぼやけをさけるため、クラッド４を厚くしてコア３の間隔を広げた設計とされており、このため、このバンドル光ファイバ２を照明光伝送用として用いる場合、入射効率が低すぎてしまう。さらに、このバンドル光ファイバ２は、可視光の伝送を想定して酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）が添加されており、照明光として紫外線を用いる場合、添加物に紫外線が吸収されてしまい、やはり伝送効率が低下するという問題もあった。
【０００７】
また、この種のバンドル光ファイバ２を真空装置に設置する場合は、チャンバ１の内部と外部とにわたってバンドル光ファイバ２を通す必要があるが、このバンドル光ファイバ２は、光ファイバ５に被覆を施した光ファイバを束ねた構造であるので、確実なシールが困難であった。
【０００８】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、真空装置への設置が容易でかつ入射効率に優れたバンドル光ファイバ及びそれを備えた真空装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のバンドル光ファイバは、コアの周囲をクラッドが囲う光ファイバを複数束ねたバンドル光ファイバであって、複数の前記光ファイバを束ねたバンドル部を有し、該バンドル部は前記光ファイバの全長にわたって、隣接する光ファイバの前記クラッド同士が溶融一体化されて隙間なく形成されており、前記バンドル部の断面における前記コアの面積比率が０．７０以上であることを特徴としている。
【０００１０】
そして、本発明のバンドル光ファイバによれば、ガラス管の内部に複数の光ファイバを束ねたバンドル部を挿通し、バンドル部が全長にわたって、クラッド同士を溶融一体化させて隙間なく配設したものであるので、光ファイバを端部にて接着剤によって一体化させたものやクラッドに対するコアの面積比率が低い光ファイバの端部を溶融して一体化させた画像伝送用のものと比較して、光の入射効率を大幅に向上させることができ、特に可視光などの照明光や紫外線を効率良く導くことができる。更に、バンドル部の断面におけるコアの面積比率を０．７０以上と高いため、光を高い効率で伝送することができる。
【００１１】
また、異なる径の光ファイバを束ねてバンドル部を構成しても良い。
さらには、光ファイバにフッ素を添加するのが好ましい。
【００１２】
また、本発明の真空装置は、内部を真空引きした状態にて各種の処理が行われる真空装置であって、壁部に設けられた挿通孔に、上記のバンドル光ファイバを挿通し、このバンドル光ファイバの外周と挿通孔とをシールして気密状態に設置したことを特徴としている。
【００１３】
そして、本発明の真空装置によれば、挿通孔に挿通させたバンドル光ファイバが、ガラス管内に挿通された複数の光ファイバを互いに溶融一体化して隙間なく配設して気密化したものであるので、バンドル光ファイバと挿通孔との間をシールすることにより確実に気密状態を確保することができる。
これにより、従来のように、複数の光ファイバを束ねて端部を一体化させただけのバンドル光ファイバを用いた場合と比較して、チャンバの挿通孔における気密構造の簡略化を図ることができるとともに、確実な気密状態を確保することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るバンドル光ファイバの実施形態例を図面を参照して説明する。
図１にバンドル光ファイバの斜視図、図２にバンドル光ファイバの断面図を示した。
図に示すように、このバンドル光ファイバ１１は、複数の光ファイバ１２からなるバンドル部１３と、このバンドル部１３が内部に挿通されたガラス管１４とを有しており、ガラス管１４の外周側は樹脂被覆層１５によって覆われている。
【００１５】
光ファイバ１２は、図３に示すように、コア２１及びクラッド２２から構成されている。
ガラス管１４は、複数の光ファイバ１２からなるバンドル部１３の周囲を覆うように、その長手方向全長にわたって設けられている。
そして、このバンドル光ファイバ１１では、複数の光ファイバ１２が溶融一体化してガラス管１４内にて隙間なく配列されている。
なお、コア２１及びクラッド２２からなる光ファイバ１２には、石英（ＳｉＯ２）をベースとしてフッ素が添加されている。
【００１６】
ここで、このバンドル光ファイバ１１は、バンドル部１３の直径が３ｍｍ、一本の光ファイバ１２の直径が２３０μｍ、コア直径が１９０μｍ、バンドル部１３の端面に対するコア２１の面積比率が０．８３とされ、そして、この構造のバンドル光ファイバ１１では、入射効率が約８３％とされている。
【００１７】
このバンドル光ファイバ１１を製造する場合は、まず、長尺のガラス管１４の内部に所定本数の光ファイバ１２を挿通させ、この状態において、ガラス管１４の一端側から真空引きを行いつつ、ガラス管１４の他端側から一端側へ向かって加熱していく。
このようにすると、ガラス管１４が真空引きされつつ加熱されることによりガラス管１４が縮径するとともに、内部の光ファイバ１２のクラッド２２同士が溶融して互いに融着する。
これにより、光ファイバ１２同士がガラス管１４内にて隙間なく互いに溶融一体化されたバンドル光ファイバ１１が得られる。
そして、このバンドル光ファイバ１１の外周側に、保護用の樹脂被覆１５を被せる。
【００１８】
このように、上記のバンドル光ファイバ１１によれば、ガラス管１４の内部に複数の光ファイバ１２を束ねたバンドル部１３を挿通し、バンドル部１３の周囲を全長にわたってガラス管１４によって覆い、ガラス管１４内にて、光ファイバ１２同士を溶融一体化させて隙間なく配設したものであるので、光ファイバを端部にて接着剤によって一体化させたものや、端面に対するコアの面積比率が低い光ファイバの端部を溶融して一体化させた画像伝送用のものと比較して、光の入射効率を大幅に向上させることができ、特に可視光などの照明光や紫外線を効率良く導くことができる。
【００１９】
しかも、バンドル部１３が全長にわたってガラス管１４に覆われ、ガラス管１４内にてバンドル部１３を構成する光ファイバ１２同士が溶融一体化して気密状態に互いに隙間なく配設されているので、バンドル光ファイバ１１を真空装置の内外に通すように設置する場合に、端部だけが一体化されて途中が光ファイバを束ねただけの従来のバンドル光ファイバと比べて、装置の挿通孔へバンドル光ファイバを通して挿通孔との間をシールするだけで確実に気密状態を確保することができる。
【００２０】
また、光ファイバ１２を構成するコア２１及びクラッド２２に、フッ素を添加したので、エキシマレーザなどの紫外線を入射させた際に、紫外線の吸収率を低下させることができ、入射効率をさらに高めることができる。
なお、上記の例では、バンドル部１３の端面に対するコア２１の面積比率を０．８３としたが、０．７０以上であれば良好かつ高い効率な光の伝送が可能であり、好ましくは０．７５以上、さらに好ましくは０．８０以上であると良い。
【００２１】
上記の実施形態では、ガラス管を用いて説明したが、本発明に係るバンドル光ファイバは、ガラス管を用いることに限定されない。すなわち、本発明に係るバンドル光ファイバは、隣接する光ファイバのクラッド同士を溶融一体化した状態で用いることも可能である。
【００２２】
図４に示すものは、上記実施形態例のバンドル光ファイバ１１を備えた真空装置であり、この真空装置では、チャンバ３１に形成された挿通孔３２に、バンドル光ファイバ１１が挿通され、挿通孔３２とバンドル光ファイバ１１との間がシールされて気密化されている。
そして、この真空装置によれば、チャンバ３１の外部側におけるバンドル光ファイバ１１の一端に設置した光源３３から紫外線などのレーザ光や可視光等の光を入射させることにより、チャンバ３１内に配設したターゲット３４に光を照射することができる。
【００２３】
ここで、挿通孔３２に挿通させたバンドル光ファイバ１１は、ガラス管１４内に挿通された複数の光ファイバ１２が互いに溶融一体化されて互いに隙間なく配設されて気密化されているので、バンドル光ファイバ１１とチャンバ３１の挿通孔３２との間をシールするだけで、確実に気密状態を確保することができる。
これにより、従来のように、複数の光ファイバを束ねて端部を一体化させただけのバンドル光ファイバを用いた場合と比較して、チャンバ３１の挿通孔３２における気密構造の簡略化を図ることができるとともに、確実な気密状態を確保することができる。
【００２４】
図５に示すものは、バンドル光ファイバ１１の他の例を示すもので、このバンドル光ファイバ１１では、ガラス管１４内に配設した光ファイバ１２として、径の異なる２種類の光ファイバ１２Ａ、１２Ｂが用いられ、これら光ファイバ１２Ａ、１２Ｂによってバンドル部１３が構成されている。
ここで、このバンドル光ファイバ１１は、バンドル部１３の直径が３ｍｍ、大径の光ファイバ１２Ａの直径が２００μｍ、小径の光ファイバ１２Ｂの直径が１００μｍ、バンドル部１３の端面に対するコア２１の面積比率が０．８５とされ、そして、この構造のバンドル光ファイバ１１では、入射効率が約９０％とされている。
【００２５】
つまり、このように異なる径の光ファイバ１２Ａ、１２Ｂを束ねてバンドル部１３とすることにより、さらに高密度にて束ねた状態にてガラス管１４内に配設することができ、さらなる高効率化を図ることができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のバンドル光ファイバによれば、下記の効果を得ることができる。
この発明のバンドル光ファイバによれば、ガラス管の内部に複数の光ファイバを束ねたバンドル部を挿通し、バンドル部の周囲を全長にわたってガラス管によって覆い、ガラス管内にて、光ファイバ同士を溶融一体化させて隙間なく配設したものであるので、光ファイバを端部にて接着剤によって一体化させたものやクラッドに対するコアの面積比率が低い光ファイバの端部を溶融して一体化させた画像伝送用のものと比較して、光の入射効率を大幅に向上させることができ、特に可視光などの照明光やエキシマレーザなどの紫外線を効率良く導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバンドル光ファイバの構造を説明するバンドル光ファイバの斜視図である。
【図２】本発明のバンドル光ファイバの構造を説明するバンドル光ファイバの断面図である。
【図３】バンドル光ファイバを構成するバンドル部の構造を説明するバンドル部の拡大断面図である。
【図４】本発明のバンドル光ファイバを備えた真空装置を説明する真空装置の概略断面図である。
【図５】バンドル光ファイバを構成するバンドル部の他の構造を説明するバンドル部の拡大断面図である。
【図６】バンドル光ファイバを備えた真空装置を説明する真空装置の概略断面図である。
【図７】従来のバンドル光ファイバの構造を説明するバンドル光ファイバの断面図である。
【図８】従来のバンドル光ファイバの構造を説明するバンドル光ファイバの拡大断面図である。
【図９】従来のバンドル光ファイバの他の構造を説明するバンドル光ファイバの拡大断面図である。
【符号の説明】
１１　バンドル光ファイバ
１２　光ファイバ
１３　バンドル部
１４　ガラス管
２１　コア
２２　クラッド
３２　挿通孔
【図１】
2004131340.tif 000003
【図２】
2004131340.tif 000004
【図３】
2004131340.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2004131340.tif 000008
【図７】
2004131340.tif 000009
【図８】
2004131340.tif 000010
【図９】
2004131340.tif 000011