(57)【要約】  本発明は、一以上の光ファイバと、光ファイバの機械強度を保証する支持体とを有し、エバネッセント場にアクセスするために支持体及び一以上の光ファイバのコーティングに一以上の溝が機械加工されたエバネッセント場光ファイバデバイスを指向する。また、本発明は、光ファイバからのコーティングの機械的及び化学的除去における支持体の使用、更には、光ファイバデバイスのエバネッセント場へアクセスする方法にも及ぶ。【選択図】図１
2010539494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ内のエバネッセント場にアクセスするための光ファイバデバイスであって、少なくとも１個のコアとコーティングを有し、コーティングの全部又は一部を除去した部分を有する一以上の光ファイバと、少なくとも１個のファイバ導管を有すると共に前記少なくとも１個のファイバ導管内に延在する少なくとも１個の溝を有する支持体とを含む光ファイバデバイスにおいて、一以上の光ファイバは支持体の少なくとも１個のファイバ導管内に配置され、支持体の少なくとも１個の溝は、前記一以上の光ファイバのコーティングの全部又は一部を除去した部分と一致している光ファイバデバイス。
【請求項２】
エバネッセント場光ファイバデバイスに用いる光ファイバからのコーティング除去における少なくとも１個のファイバ導管を有する支持体の使用であって、少なくとも１個のコアとコーティングを有する一以上の光ファイバを支持体の少なくとも１個のファイバ導管内に挿入することと、エバネッセント場にアクセスするための前記一以上の光ファイバからコーティングの一部を除去することとを含む使用。
【請求項３】
光ファイバデバイスのエバネッセント場へアクセスする方法であって、少なくとも１個のコアとコーティングを有する一以上の光ファイバを支持体の少なくとも１個のファイバ導管内に挿入することと、前記一以上の光ファイバからコーティングの一部を除去し、エバネッセント場にアクセスすることとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバセンサ等のエバネッセント場光ファイバデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
エバネッセンスを利用したファイバオプティックセンサは、温度や圧力等パラメータ測定や、対象とする環境やサンプルに存在し得る生物物質や化学物質のパラメータ測定に広く応用されるため、ここ数年間でかなり注目されている。
【０００３】
光ファイバのエバネッセント場にアクセスするために、当該技術分野でよく知られた様々な技法が開発されている。例えば、光ファイバを例えば炎で加熱しながら伸ばして先細にすることができる。他の技法は、研削工程及び研磨工程時に光ファイバを保護するためにガラスブロック内でカプラを研磨することによる。また、第３の技法においては、機械的又は化学的手段によってクラッドの一部を除去することを伴う。しかし、光ファイバのクラッドの一部を除去してエバネッセント場にアクセスする場合、既に直径の小さいファイバはますます脆く壊れやすくなる。この第３の技法は、非常に特殊な状況（例えば、実験室内）では実施し得るが、製造は非常に難しく、使用も困難である。
【０００４】
従って、良好な機械耐性を有し、当然のことながら、使用や製造が容易なセンサや光センサの構成要素として光ファイバを用いるための改良技法が必要である。また、カプラやスプリッタ、リピータ、スイッチャ、増幅器、アッテネータ、アイソレータ等を含む、光ファイバを用いるシステム（例えば、光ファイバ通信システム）の部品において光ファイバを使用するための改良技法も必要である。
【０００５】
特許文献１に記載の光センサに対する一アプローチにおいては、光ファイバをより大型の光導波路に結合又は接続させ、クラッドの一部及び必要に応じてコアを当該技術分野で公知の好適な技法のいずれかを用いて除去し、エバネッセント場へのアクセスを可能としている。しかし、実施するためには、この種の感知デバイスの場合、二以上の光ファイバを直径のより大きな別の光導波路に対して位置合わせ又は軸結合させる必要がある。この工程は複雑なだけでなく、光エネルギーの損失を最小限に抑えるために非常に正確な位置合わせも必要とする。
【０００６】
このように、良好な機械耐性を有すると共に、耐久性が向上し、組立てや使用が容易なエバネッセンスを利用したファイバオプティックセンサについての改良が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願第２００４／０１７９７６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、光ファイバ自身を補強することによって、例えば、光ファイバの他の光導波路への接続を必要とせずに先行技術の困難や不都合を低減させる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、一部がコーティングされていない一以上の光ファイバと、一以上の光ファイバの機械的一体性（mechanical integrity）をもたらすと共に光ファイバを劣化させずにエバネッセント場へのアクセスをもたらす支持体とを有するエバネッセント場光ファイバデバイスに関する。
【００１０】
より詳細には、本発明は、上述の一以上の光ファイバと、光ファイバの機械強度を保証する支持体とを有し、エバネッセント場へアクセスするために、一以上の光ファイバのクラッド部及び支持体に一以上の溝が機械加工されているエバネッセンスを利用した光ファイバデバイスを提供する。
【００１１】
更なる実施形態においては、本発明は、エバネッセンスを利用したファイバオプティックデバイスに用いられる光ファイバからのクラッドの機械的又は化学的除去における支持体の使用に関する。
【００１２】
他の実施形態は、エバネッセンスを利用したファイバオプティックデバイスで用いる光ファイバからクラッドを機械的又は化学的に除去するために支持体を用いる方法である。
【００１３】
本発明の更なる実施形態は、形状記憶材料を有する一以上の光ファイバ又は光デバイスのための支持体である。
本発明がより容易に理解できるように、現在（currently）好ましい実施形態について、添付図面を参照しつつ例を挙げて更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の支持体の等角図である。
【図２】光ファイバと、支持体と、支持体及び光ファイバのクラッド部分に機械加工された溝とを有するエバネッセント場光ファイバセンサの等角図である。
【図３】光ファイバと、支持体と、支持体及び光ファイバのクラッド部分に機械加工された溝とを有するエバネッセント場光ファイバセンサの側面図である。
【図４】光ファイバと、支持体と、支持体及び光ファイバのクラッド部分に機械加工された溝とを有し、溝が軸方向溝であるエバネッセント場光ファイバセンサの等角図である。
【図５】光ファイバと、支持体と、支持体及び光ファイバのクラッド部分に機械加工された溝とを有し、薄い基板層が露出クラッド部分上に設けられたエバネッセント場光ファイバセンサの等角図である。
【図６】光ファイバと、支持体と、支持体及び光ファイバのクラッド部分に機械加工された溝とを有し、薄い金属層及び基板層が露出クラッド部分上に設けられたエバネッセント場光ファイバセンサの等角図である。
【図７】本発明のエバネッセント場光ファイバセンサの２個の露出クラッド部分間に反応層を有するエバネッセント場光ファイバセンサの等角図である。
【図８】図７の断面図である。
【図９】２個の光ファイバを１個の支持体内に有すると共にプラズモンガイド（plasmonic guide）を有するエバネッセント場光ファイバセンサの上面図である。
【図１０】図９の側面図である。
【図１１】図９の側面図である。
【図１２】反射設計に基づくエバネッセント場光ファイバセンサの側面図である。
【図１３】伝達設計に基づくエバネッセント場光ファイバセンサの側面図である。
【図１４】ブラッグ格子を有する反射設計に基づくエバネッセント場光ファイバセンサの側面図である。
【図１５】直列に分岐した、ブラッグ格子を有する３個のエバネッセント場光ファイバセンサの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、光ファイバデバイスにおける光ファイバの支持体としてのデバイス（例えば、光ファイバセンサやカプラ、スプリッタ、リピータ、スイッチャ、増幅器、アッテネータ、アイソレータ等）の特定の使用に基づく。このようなデバイスの種類は、米国特許第７，０６６，６５６号及び第７，１２１，７３１号、ＷＯ２００５/０４０８７６（２００５年５月６日公開）及び同時係属米国特許出願第６０/９４３，９６５号に記載されているが、これらの内容全てを本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。当業者であれば、光ファイバは通常、少なくとも１個のコアと、クラッドと、保護コーティング層とを有することは理解するであろう。便宜上、本明細書ではクラッドのみについて言及するが、本発明を実施する目的のためのクラッドの除去について説明する際には、必要に応じて光ファイバ上の他のいずれのコーティングの除去も含まれることは理解されよう。
【００１６】
本明細書においては、光ファイバセンサに関する実施形態によって本発明を更に詳細に説明するが、当業者であれば、以下の教示に基づく本明細書に記載の本発明の他の実施形態を容易に理解し、実施することができるであろう。
【００１７】
図１に示すように、コネクタは略円筒形の長手方向に延在する本体を有する。従って、本発明の目的のために、このコネクタを支持体と称する。実際、本明細書で示す支持体は円筒形であるが、このような支持体に適した如何なる形状も採り得る。支持体の本体は第１の端と第２の端を有する。本体は、第１の端から第２の端に延在するファイバ導管を有する。本明細書に示すファイバ導管は円形であるが、光ファイバの挿入に適した如何なる形状も採り得る。また、支持体は、挿入する光ファイバの数に応じて複数のファイバ導管を有してもよい。ファイバ導管の直径は光ファイバの径よりも僅かに小さい。光ファイバを保護すると共に光ファイバに十分な機械耐性を付与し、光ファイバの一体性を損なうことなくエバネッセント場へのアクセスを可能とするため、支持体のファイバ導管を用いて光ファイバを包囲する。一実施形態においては、本発明の支持体は、第１の端から第２の端に延在すると共に支持体の表面からファイバ導管に延在する少なくとも１個の長手方向スロットを有しており、光ファイバを挿入する際にファイバ導管を拡張させることができる。しかし、光ファイバを導管内に保持するために支持体が如何なる好適な設計も採り得ることは理解されよう。また、採り得る設計の種類は、例えば、上述の米国特許第７，０６６，６５６号及び第７，１２１，７３１号、ＷＯ２００５/０４０８７６（２００５年５月６日公開）及び同時係属米国特許出願第６０/９４３，９６５号に示されているが、これらの内容全てを本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。当然のことながら、当業者であれば、上述のデバイスを本明細書に記載の支持体としてより良く使用するために必要となる如何なる機械的変更を行えることは分かるであろう。
【００１８】
本発明の支持体は、その用途や該支持体を用いる特定の環境に応じて数種類の材料のいずれによっても形成することができる。例えば、本発明の支持体は、形状記憶材料から形成することができる。本願の目的のために、形状記憶材料（ＳＭＭ）について、ＡＦＮＯＲ規格「Ａｌｌｉａｇｅｓ  ａ  ｍｅｍｏｒｅ  ｄｅ  ｆｏｒｍｅｒ−Ｖｏｃａｂｕｌａｉｒｅ  ｅｔ  Ｍｅｓｕｒｅｓ」Ａ  ５１０８０−１９９０を参照することができるが、この内容全てを本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。
【００１９】
本発明の支持体に適した材料は、非常に低いヤング率（弾性率）及び／又は擬似弾性作用（pseudo elastic effect）を示す。擬似弾性作用はＳＭＭに見られる。形状記憶作用に関し、材料が温度（ＭF）（特定のＳＭＭに依存する特性）より低い場合、用いる特定のＳＭＭに応じて材料を約１０分の数パーセント〜約８パーセント超だけ歪ませる（変形する）ことが可能である。ＳＭＭを第２の温度（ＡF）（これも、特定のＳＭＭ及び印加応力に依存する）を超えて加熱する場合、ＳＭＭはその所望形状（assigned shape）を回復する傾向がある。応力を受けない場合、ＳＭＭはその元の形状を完全に回復する傾向がある。応力が維持される場合、ＳＭＭは特にその元の形状を回復する傾向がある。擬似弾性作用に関し、ＳＭＭがその（ＡF）より高い温度にある場合、特に高い割合で歪ませることができるが、これは弾性が用いられていないことを示し、形状記憶特性に起因している。最初、ＳＭＭにおいては、応力を受けると、用いる弾性材料と同様に歪みが直線的に増加する。しかし、ある応力量（特定のＳＭＭ及び温度に依存する）においては、応力に対する歪みの比がもはや直線的ではなくなり、応力が低い割合で増加するのに対し、歪みは高い割合で増加する。特に高いレベルの応力においては、歪みの増加は低くなる傾向がある。上述の温度（ＡF）でＳＭＭによって示されるこの非直線的作用はヒステリシス様作用として示され得るが、応力の解放又は低下時には、歪みの低下は、ヒステリシス様ループのように、応力が増加した際の様子とは異なる曲線に従う。
【００２０】
上述の材料の一例としては形状記憶合金（ＳＭＡ）が挙げられる。ＳＭＡにおける形状記憶エレメントの活性化に関する例としては、Ｄ．Ｅ．ムントゲス（Muntges）ら、「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ」、４３２７巻（２００１）、１９３〜２００頁、及びビョン−ホ・パーク（Byong-Ho Park）ら、「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ」、４３２７巻（２００１）、７９〜８７頁が挙げられる。ＳＭＡ製の小型部品は、レーザ照射加工によって製造することができる。例えば、Ｈ．ヘイファー・カンプ（Hafer Kamp）ら、「Ｌａｓｅｒ  Ｚｅｎｔｒｕｍ  Ｈａｎｎｏｖｅｒ  ｅ．ｖ．」、ドイツ、ハノーバー［出版］を参照のこと。上述の参考文献の全てを本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。
【００２１】
本発明の支持体は、例えば、アイソタクチック（isostatic）ポリブテン等のポリマー材料や、セリウム、ベリリウム又はモリブデンを少量添加したジルコニウム等のセラミック体、銅合金（二元合金及び三元合金を含む）（例えば、銅−アルミニウム合金や銅−亜鉛合金、銅−アルミニウム−ベリリウム合金、銅−アルミニウム−亜鉛合金、銅−アルミニウム−ニッケル合金）、ニッケル−チタン合金やニッケル−チタン−コバルト合金等のニッケル合金、鉄−マンガン合金や鉄−マンガン−ケイ素合金、鉄−クロム−マンガン合金、鉄−クロム−ケイ素合金等の鉄合金、アルミニウム合金、また、必要に応じて金属又はポリマー補強剤を有し得る高弾性複合物から形成することができる。
【００２２】
使用時には本発明の支持体を好適な方法のいずれかによって変形させてファイバ導管を拡張させる。本発明を実施する目的のために、制限なく、上述の米国特許第７，０６６，６５６号及び第７，１２１，７３１号、ＷＯ２００５/０４０８７６（２００５年５月６日公開）及び同時係属米国特許出願第６０/９４３，９６５号（これらの内容全てを本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する）に記載の如何なる方法によっても支持体に光ファイバを挿入し、配置することができる。例えば、一般には、支持体に歪みを加えて、光ファイバを挿入するためにファイバ導管を拡張させる。歪みを取り除くことによって、光ファイバを支持体のファイバ導管内に保持することができ、これによってファイバに均一な径方向の圧力が加わる。この段階においては、当該技術分野で公知の如何なる技法（例えば、機械的又は化学的手段）によっても光ファイバのクラッドの一部を安全に除去してエバネッセント場にアクセスすることができ、光ファイバの機械耐性は十分に確保される。
【００２３】
エバネッセント場光センサの使用に際し、また、このようなエバネッセント場光センサの形成に際して、エバネッセント場へアクセスするために、光ファイバに関して本発明の支持体を用いるための幾つかの方法がある。例えば、図２及び３に示すように、当該技術分野で公知の如何なる好適な技法によっても、光ファイバの挿入前後に支持体に溝を機械加工することが可能である。光ファイバの挿入前に支持体に溝を機械加工する場合、光ファイバのクラッドを支持体の溝内にアクセスすることによって、当該技術分野で公知の好適な技法のいずれかを用いて光ファイバを更に機械加工する。他の公知の如何なる手段（例えば、化学的手段）によってもクラッドの一部を除去し得ることも更に理解されよう。本発明においては、ファイバの一部からクラッドの厚み全てを除去する必要がないことは理解されよう。実際、クラッドの厚みの一部のみを除去し、その一部のみを露出部分に残すことができる。また、図４に示すように、溝を軸方向に形成することもできる。
【００２４】
更に、高品質センサを得るために、支持体によって保持されている光ファイバのクラッドから除去された部分を、当該技術分野で公知の如何なる好適な技法（例えば、ノワク（Nowak）（ノワク，Ｋ．Ｍ．（２００６））に記載のＣＯ２レーザの使用）によっても更に研磨することができる。
【００２５】
光ファイバの露出クラッド部分を研磨した後、当該技術分野で公知の方法によって、測定パラメータ（温度や圧力、剪断変形、特定の化学薬品の濃度、剤の存在や濃度等）に応じて屈折率が実質的に変化する基板を光ファイバの研磨表面に設けることが可能である。これについては図５によく示されている。例えば、温度センサの場合、選択した基板は測定温度の所定範囲で大きな熱膨張を示す必要がある。この密度変化によって屈折率が変化し、測定信号が変化する。この信号を解析することによって、検討パラメータ（studied parameter）を正確に測定することができる。
【００２６】
基板による吸収を増加させ、センサの正確さを向上させるために、基板を設ける前に露出クラッドの研磨表面上に薄い金属層（厚さ：数ｎｍ）を設けることができる。これについては図６に明確に示す。光ファイバを通ったエネルギーは薄い金属層内で結合し、表面プラズモンと称される波形で伝播する。光ファイバと微細金属層との間のエネルギー結合は、金属層を覆う基板の屈折率に強く依存する。従って、測定パラメータに応じて屈折率が大きく変化する基板を用いることによって、センサ性能を向上させることができる。
【００２７】
図７及び８に示す本発明の更なる様相においては、エバネッセント場光ファイバセンサの他の設計は、特に、露出クラッド部分を有する本発明の２個の光ファイバを結合させることによって可能である。例えば、２個のセンサを図２又は３に示すのと同様に用い、２個のエバネッセント場光ファイバセンサ間に反応コーティング層を挿入することができる。このように、光ファイバ１と２との間の移動エネルギーを測定することによって如何なる所望のパラメータも定量することができる。
【００２８】
図８においては、２個のエバネッセント場光ファイバセンサ間の基板を黒で示す。この基板には、測定パラメータに応じて屈折率が変化するものが具体的に選択されている。その屈折率の変化によってエバネッセント場の空間分布が変化する。また、基板の密度の変化によって基板の厚さｄが変化し、コア１とコア２との間の距離Ｄが変化する。これによって、２個の光ファイバ間の結合係数やガイド１からガイド２へ移動する信号が影響を受ける。光ファイバ２から伝達された信号を測定及び解析することによって、検討パラメータの値を求めることができる。
【００２９】
また、上述のものと同じ原理が多数のコアを有する光ファイバに適用し得ることは理解されよう。例えば、光ファイバが２個のコアを有する場合、基板の屈折率の増大（dilation）や変化によって４個のコア間の結合が変化する。
【００３０】
図９〜１１に示す更なる実施形態においては、プラズモンガイドの追加による２個の光ファイバの結合が提案されている。この実施形態においては、２個の光ファイバは同一の支持体内に挿入され、光ファイバの先端は互いに接触していない。図示のように、２個のファイバの先端間に薄い金属層と基板を追加することによって、第１の光ファイバのエネルギーをプラズモンガイドによって吸収し、このエネルギーを第２の光ファイバの方へ結合することができる。検討対象のパラメータに応じた基板を選択することにより、この結合の解析によって検討パラメータを定量することができる。
【００３１】
図１２及び１３においては、エバネッセンスを利用した光ファイバセンサ設計についての更なる実施形態を示す。より詳細には、図１２及び１３はそれぞれ、反射及び伝達に依存する本発明のエバネッセンスを利用した光ファイバセンサ設計を示す。
【００３２】
第１に、反射に基づく設計の場合（図１２）、励起信号は光ファイバによって到達し、エバネッセンスを利用した光ファイバセンサを通過し、ファイバと空気の界面に到達した際に反射し、センサ及びファイバによって戻り、更に解析される。励起信号は分析信号とは分離する必要がある。これについては、当該技術分野で公知の如何なる技法（例えば、分離キューブの挿入）によっても行うことができる。
【００３３】
第２に、伝達に基づく設計に関しては、数個のエバネッセント場光ファイバセンサを単一の光ファイバに沿って直列に接続し、各センサからの異なる情報を得ることができる。
【００３４】
また、活性領域前後でファイバ内にブラッグ格子を追加することによって、有用な値を得るためにデバイスの感度をかなり増大することができる。ブラッグ格子は特定の波長の光を反射し、他の全ての光を通過させる。これについては、図１４及び１５に明確に示すが、それぞれ反射に関する設計及び伝達に関する設計を示す。
【００３５】
多色光は光ファイバ内を励起信号として移動する。エバネッセント波の吸収の変化は検討パラメータの変化によって生じる。この吸収は励起信号波長に強く依存する（即ち、あるパラメータの検出は特定の波長に関連する一方、他のパラメータの検出には他の波長が必要である）。ブラッグ格子によって、所望の波長をブラッグ条件に従って反射させることができる一方、他の波長を他のセンサに含まれるファイバ内を伝達させ続けることができる。特定のセンサに伴う値に対応する波長の解析によって、各センサによる測定対象値を取得し回収する。
【００３６】
更なる実施形態においては、図６に示すようなデバイスを用いて光ファイバ内を移動する光を偏光させ、偏光状態にあるエネルギー全てを吸収することができる。屈折率を特定の方法で能動制御することによって、光ファイバ内を移動する偏光を能動的に制御することができる。
【００３７】
また、光ファイバ内を伝達するパワーを迅速且つ容易に制御するため、ファイバ内を移動する信号を減衰させるために本願のデバイスをアッテネータとしても用いられ得ることは理解されよう。同様に、本願のデバイスはコミュテータとして用いることもできる。
【００３８】
溝の数、溝の寸法やサイジング、空間配置及び互いの溝間距離は全て公知の機械的又は化学的手段によって成し遂げ得ることは当業者には理解されよう。当業者であれば、本明細書に記載したように本発明を実施するための適切な構成要素（光ファイバや基板、ブラッグ格子、波長、支持材料等）を選択する方法が分かるであろう。
【００３９】
また、本明細書に記載の光ファイバと共に支持体を有するこの種のエバネッセンスを利用した光ファイバセンサは全て、強い流体流や他の過酷な物理条件下（例えば、石油や薬品処理における部分流の測定、鉱石抽出、航空宇宙用途、危険な薬品や生物剤の検出等の軍事用途）等の厳しい条件において有用となるように製造し得ることも理解されよう。
【００４０】
また、上述の説明から、本発明は、カプラやスプリッタ、リピータ、スイッチャ、増幅器、アッテネータ、アイソレータ等の光ファイバデバイスの全種を包含し得ることが理解されよう。
【００４１】
好ましい実施形態については上述したが、本発明は、添付した特許請求の範囲の正当な意味から逸脱することなく修正や変更が可能であることは理解されよう。
【図１】
2010539494.tif 000003
【図２】
2010539494.tif 000004
【図３】
2010539494.tif 000005
【図４】
2010539494.tif 000006
【図５】
2010539494.tif 000007
【図６】
2010539494.tif 000008
【図７】
2010539494.tif 000009
【図８】
2010539494.tif 000010
【図９】
2010539494.tif 000011
【図１０】
2010539494.tif 000012
【図１１】
2010539494.tif 000013
【図１２】
2010539494.tif 000014
【図１３】
2010539494.tif 000015
【図１４】
2010539494.tif 000016
【図１５】
2010539494.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月22日(2010.7.22)
【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】
弾性的に変形可能な材料で形成された本体と、
本体の長手方向軸に沿って本体の第１の端から本体の第２の端に延在するファイバ導管と、
第１の端から第２の端に長手方向に延在すると共にファイバ導管から本体の外表面まで横方向に延在し、光ファイバを挿入する際にファイバ導管を拡張させることができるスロットと、
本体内に形成され、本体の外表面からファイバ導管内へ延在するアクセス溝とを有する光ファイバ支持体。
【請求項２】
溝の底部とファイバ導管の中心長手方向軸との間の距離が光ファイバ支持体内に支持される光ファイバのコアの半径よりも大きい、請求項１に記載の光ファイバ支持体。
【請求項３】
溝は第１の端と第２の端の両方から内側に間隔を置かれるように本体内の中央に配置されている、請求項１又は２に記載の光ファイバ支持体。
【請求項４】
溝は本体の一端から内側へ延在している、請求項１又は２に記載の光ファイバ支持体。
【請求項５】
本体は形状記憶合金で形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ファイバ支持体。
【請求項６】
溝はスロットに対して直交している、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光ファイバ支持体。
【請求項７】
本体は円筒形である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ファイバ支持体。
【請求項８】
スロットはファイバ導管を超えて延在し、スロットとファイバ導管が容易に開くようになっている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光ファイバ支持体。
【請求項９】
光ファイバから生じるエバネッセント場へアクセスする方法であって、
弾性的に変形可能な材料で形成された本体と、本体の長手方向軸に沿って本体の第１の端から本体の第２の端に延在するファイバ導管と、第１の端から第２の端に長手方向に延在すると共にファイバ導管から本体の外表面まで横方向に延在し、光ファイバを挿入する際にファイバ導管を拡張させることができるスロットとを有する光ファイバ支持体を用意することと、
本体の外表面からファイバ導管内へ延在するアクセス溝を本体内に切ることとを含む方法。
【請求項１０】
アクセス溝を切る前に支持体内に光ファイバを配置することと、アクセス溝を切ることによって支持体内のファイバのクラッドも切ることとを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
アクセス溝を切った後に支持体内に光ファイバを配置することと、その後、支持体内に支持された光ファイバのクラッドを切ることとを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
溝の底部とファイバ導管の中心長手方向軸との間の距離が光ファイバ支持体内に支持される光ファイバのコアの半径よりも大きくなる深さまで溝を切る、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
溝はスロットに対して直交するように切る、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
クラッドの露出表面上に薄い金属層を設けることと、薄い金属層上に基板を設けることとを更に含む、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
光ファイバを伝播する光から生じるエバネッセント場の変化を感知するためのエバネッセント場光ファイバセンサであって、
弾性的に変形可能な材料で形成された本体と、本体の長手方向軸に沿って本体の第１の端から本体の第２の端に延在するファイバ導管と、第１の端から第２の端に長手方向に延在すると共にファイバ導管から本体の外表面まで横方向に延在し、光ファイバを挿入する際にファイバ導管を拡張させることができるスロットと、本体内に形成され、本体の外表面からファイバ導管内へ延在するアクセス溝とを有する光ファイバ支持体と、
光ファイバ支持体のファイバ導管内に支持された光ファイバであって、この光ファイバから生じるエバネッセント場へのアクセスを可能にするためにクラッドが切除されている光ファイバとを含むセンサ。
【請求項１６】
溝の底部とファイバ導管の中心長手方向軸との間の距離が光ファイバ支持体内に支持された光ファイバのコアの半径よりも大きい、請求項１５に記載のセンサ。
【請求項１７】
溝はスロットに対して直交している、請求項１５又は１６に記載のセンサ。
【請求項１８】
クラッドの露出表面上に設けられた薄い金属層と、薄い金属層上に設けられた基板とを更に含む、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項１９】
クラッドの露出表面上に設けられており、感知されるパラメータに応じて光学特性が変化する基板を更に含む、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項２０】
２個の光ファイバ支持体を含み、各々の光ファイバ支持体はそれぞれ光ファイバを支持し、２個の光ファイバ支持体の各々は本体の一端から本体の内側へ延在する溝をそれぞれ有し、２個の光ファイバ支持体の一方は、溝の平坦な表面間に挟まれた基板の両側において２個の光ファイバ支持体の他方に対して逆になっており、これによって、支持体で支持された光ファイバは実質的に平行に配列されると共に互いに近接し、一方の光ファイバからの光を基板を経て他方の光ファイバへ結合させることができる、請求項１５〜１９のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項２１】
同一の支持体内に保持された２個の光ファイバを含み、光ファイバ間に配置された薄い金属層と薄い金属層の上方且つ溝内に配置された基板とを有するプラズモンガイドが支持体内の溝に設けられている、請求項１５〜１９のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項２２】
溝内に配置された基板の光学特性を感知するための励起信号及び反射分析信号を伝達するための単一の光ファイバを含む、請求項１５〜１９のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項２３】
同一の支持体内に保持された第１及び第２の光ファイバを含み、光学特性が感知される基板は支持体の溝に保持されており、第１のファイバは基板への励起信号を伝達する一方、第２のファイバは基板から伝播する分析信号を伝達する、請求項１５〜１９のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項２４】
一以上の所定の波長の光を選択的に通過させて基板へ伝達するためのブラッグ格子を更に含み、一以上の所定の波長を用いた基板の光学特性の変化の測定を可能とする、請求項１５〜２３のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項２５】
第１及び第２のブラッグ格子を更に含み、第１のブラッグ格子は溝及び基板より前に配置され、第２のブラッグ格子は溝及び基板より後に配置されており、第１のブラッグ格子は、一以上の所定の波長の光を選択的に通過させて基板へ伝達して一以上の所定の波長を用いた基板の光学特性の変化の測定を可能とし、第２のブラッグ格子は、一以上の所定の波長を基板に反射させて基板の光学特性の測定の感度を増加させる、請求項１５〜２４のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項２６】
光ファイバから生じるエバネッセント場を感知することによってパラメータを測定する方法であって、
弾性的に変形可能な材料で形成された本体と、本体の長手方向軸に沿って本体の第１の端から本体の第２の端に延在するファイバ導管と、第１の端から第２の端に長手方向に延在すると共にファイバ導管から本体の外表面まで横方向に延在し、光ファイバを挿入する際にファイバ導管を拡張させることができるスロットと、本体内に設けられ、本体の外表面からファイバ導管内へ延在するアクセス溝とを有する光ファイバ支持体を用意することと、
溝内に光ファイバを配置することと、
測定される物理的パラメータに応じて光学特性が変化する基板を溝内に配置することと、
エバネッセント場の変化を感知することによって物理的パラメータを測定することとを含む方法。
【請求項２７】
反射分析信号を伝達する単一のファイバに励起信号を伝達することを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
第１のファイバに沿って励起信号を伝達することと、第２のファイバに沿って分析信号を伝播することとを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
ブラッグ格子を用いて波長をフィルタリングすることを含む、請求項２６〜２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
一以上の所定の波長以外の全ての波長をブロックするために溝及び基板より前に配置された第１のブラッグ格子と、該一以上の所定の波長を基板に反射させて戻すために溝及び基板より後に配置された第２のブラッグ格子とを用いて波長をフィルタリングすることを含む、請求項２６〜２８のいずれか１項に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明は、光ファイバデバイスにおける光ファイバの支持体としてのデバイス（例えば、光ファイバセンサやカプラ、スプリッタ、リピータ、スイッチャ、増幅器、アッテネータ、アイソレータ等）の特定の使用に基づく。このようなデバイスの種類は、米国特許第７，０６６，６５６号及び第７，１２１，７３１号、並びにＷＯ２００５/０４０８７６（２００５年５月６日公開）に記載されている。当業者であれば、光ファイバは通常、少なくとも１個のコアと、クラッドと、保護コーティング層とを有することは理解するであろう。便宜上、本明細書ではクラッドのみについて言及するが、本発明を実施する目的のためのクラッドの除去について説明する際には、必要に応じて光ファイバ上の他のいずれのコーティングの除去も含まれることは理解されよう。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
図１に示すように、コネクタは略円筒形の長手方向に延在する本体を有する。従って、本発明の目的のために、このコネクタを支持体と称する。実際、本明細書で示す支持体は円筒形であるが、このような支持体に適した如何なる形状も採り得る。支持体の本体は第１の端と第２の端を有する。本体は、第１の端から第２の端に延在するファイバ導管を有する。本明細書に示すファイバ導管は円形であるが、光ファイバの挿入に適した如何なる形状も採り得る。また、支持体は、挿入する光ファイバの数に応じて複数のファイバ導管を有してもよい。ファイバ導管の直径は光ファイバの径よりも僅かに小さい。光ファイバを保護すると共に光ファイバに十分な機械耐性を付与し、光ファイバの一体性を損なうことなくエバネッセント場へのアクセスを可能とするため、支持体のファイバ導管を用いて光ファイバを包囲する。一実施形態においては、本発明の支持体は、第１の端から第２の端に延在すると共に支持体の表面からファイバ導管に延在する少なくとも１個の長手方向スロットを有しており、光ファイバを挿入する際にファイバ導管を拡張させることができる。しかし、光ファイバを導管内に保持するために支持体が如何なる好適な設計も採り得ることは理解されよう。また、採り得る設計の種類は、例えば、上述の米国特許第７，０６６，６５６号及び第７，１２１，７３１号、並びにＷＯ２００５/０４０８７６（２００５年５月６日公開）に示されている。当然のことながら、当業者であれば、上述のデバイスを本明細書に記載の支持体としてより良く使用するために必要となる如何なる機械的変更を行えることは分かるであろう。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明の支持体は、その用途や該支持体を用いる特定の環境に応じて数種類の材料のいずれによっても形成することができる。例えば、本発明の支持体は、形状記憶材料から形成することができる。本願の目的のために、形状記憶材料（ＳＭＭ）について、ＡＦＮＯＲ規格「Ａｌｌｉａｇｅｓ  ａ  ｍｅｍｏｒｅ  ｄｅ  ｆｏｒｍｅｒ−Ｖｏｃａｂｕｌａｉｒｅ  ｅｔ  Ｍｅｓｕｒｅｓ」Ａ  ５１０８０−１９９０を参照することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
上述の材料の一例としては形状記憶合金（ＳＭＡ）が挙げられる。ＳＭＡにおける形状記憶エレメントの活性化に関する例としては、Ｄ．Ｅ．ムントゲス（Muntges）ら、「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ」、４３２７巻（２００１）、１９３〜２００頁、及びビョン−ホ・パーク（Byong-Ho Park）ら、「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ」、４３２７巻（２００１）、７９〜８７頁が挙げられる。ＳＭＡ製の小型部品は、レーザ照射加工によって製造することができる。例えば、Ｈ．ヘイファー・カンプ（Hafer Kamp）ら、「Ｌａｓｅｒ  Ｚｅｎｔｒｕｍ  Ｈａｎｎｏｖｅｒ  ｅ．ｖ．」、ドイツ、ハノーバー［出版］を参照のこと。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
使用時には本発明の支持体を好適な方法のいずれかによって変形させてファイバ導管を拡張させる。本発明を実施する目的のために、制限なく、上述の米国特許第７，０６６，６５６号及び第７，１２１，７３１号、並びにＷＯ２００５/０４０８７６（２００５年５月６日公開）に記載の如何なる方法によっても支持体に光ファイバを挿入し、配置することができる。例えば、一般には、支持体に歪みを加えて、光ファイバを挿入するためにファイバ導管を拡張させる。歪みを取り除くことによって、光ファイバを支持体のファイバ導管内に保持することができ、これによってファイバに均一な径方向の圧力が加わる。この段階においては、当該技術分野で公知の如何なる技法（例えば、機械的又は化学的手段）によっても光ファイバのクラッドの一部を安全に除去してエバネッセント場にアクセスすることができ、光ファイバの機械耐性は十分に確保される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010539494.tif 000018
【図２】
2010539494.tif 000019
【図３】
2010539494.tif 000020
【図４】
2010539494.tif 000021
【図５】
2010539494.tif 000022
【図６】
2010539494.tif 000023
【図７】
2010539494.tif 000024
【図９】
2010539494.tif 000025
【図１０】
2010539494.tif 000026
【図１１】
2010539494.tif 000027
【図１２】
2010539494.tif 000028
【図１３】
2010539494.tif 000029
【図１４】
2010539494.tif 000030
【図１５】
2010539494.tif 000031
【図８】
2010539494.tif 000032
【国際調査報告】
2010539494.tif 000033
2010539494.tif 000034