(57)【要約】【課題】  高ＮＡを持ち、集光能力が高く、高解像度に適している新規イメージファイバの構造及び製造方法の提供。【解決手段】  空孔３の列で区切られたガラス領域２を画素とし、該画素が多数集束されてなることを特徴とするホーリーイメージファイバ１。ガラスロッドの全周に長手方向に沿う多数の溝を並設し、次いで該溝付きガラスロッドを線引きして基本セルを形成し、次いで多数の基本セルを束ねて線引きし、空孔の列で区切られたガラス領域を画素とし、該画素が多数集束されてなるホーリーイメージファイバを得ることを特徴とするホーリーイメージファイバの製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空孔の列で区切られたガラス領域を画素とし、該画素が多数集束されてなることを特徴とするホーリーイメージファイバ。
【請求項２】
各画素が断面円形の空孔の列で囲まれたことを特徴とする請求項１に記載のホーリーイメージファイバ。
【請求項３】
各画素が断面多角形の空孔の列で囲まれたことを特徴とする請求項１に記載のホーリーイメージファイバ。
【請求項４】
各画素が２種以上の断面形状を含む空孔の列で囲まれたことを特徴とする請求項１に記載のホーリーイメージファイバ。
【請求項５】
ガラスロッドの全周に長手方向に沿う多数の溝を並設し、次いで該溝付きガラスロッドを線引きして基本セルを形成し、次いで多数の基本セルを束ねて線引きし、空孔の列で区切られたガラス領域を画素とし、該画素が多数集束されてなるホーリーイメージファイバを得ることを特徴とするホーリーイメージファイバの製造方法。
【請求項６】
ガラスロッドが断面六角形であることを特徴とする請求項５に記載のホーリーイメージファイバの製造方法。
【請求項７】
ガラスロッドが断面円形であることを特徴とする請求項５に記載のホーリーイメージファイバの製造方法。
【請求項８】
溝の断面形状が半円形又は円弧状であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載のホーリーイメージファイバの製造方法。
【請求項９】
溝の断面形状が多角形であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載のホーリーイメージファイバの製造方法。
【請求項１０】
溝が２種以上の断面形状を含むことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載のホーリーイメージファイバの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空孔の列で区切られている個々のガラス領域を画素とし、多数の画素が集束された構造を有するホーリーイメージファイバ（Holey Image Fiber、以下、ＨＩＦと記す）の構造及び製造方法に関するものである。本発明によれば、優れた特性を有するＨＩＦを容易に製造することができる。
【背景技術】
【０００２】
従来のイメージファイバは、コアとその周囲を囲むクラッドとを備えた光ファイバを多数本集束した構造であった（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】千吉良ら、”石英系イメージファイバと応用”、オプトロニクス、Ｎｏ．３８，１９８５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のイメージファイバは、ＮＡ（開口数）が小さく、また集光能力が低く、高解像度を得にくいなどの問題がある。
【０００４】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、高ＮＡを持ち、集光能力が高く、高解像度に適している新規イメージファイバの構造及び製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため、本発明は、空孔の列で区切られたガラス領域を画素とし、該画素が多数集束されてなることを特徴とするＨＩＦを提供する。
本発明のＨＩＦにおいて、各画素が断面円形の空孔の列で囲まれた構成とするのが好ましい。
本発明のＨＩＦにおいて、各画素が断面多角形の空孔の列で囲まれた構成としてもよい。
本発明のＨＩＦにおいて、各画素が２種以上の断面形状を含む空孔の列で囲まれた構成としてもよい。
【０００６】
また本発明は、ガラスロッドの全周に長手方向に沿う多数の溝を並設し、次いで該溝付きガラスロッドを線引きして基本セルを形成し、次いで多数の基本セルを束ねて線引きし、空孔の列で区切られたガラス領域を画素とし、該画素が多数集束されてなるＨＩＦを得ることを特徴とするＨＩＦの製造方法を提供する。
本発明の製造方法において、ガラスロッドが断面六角形であることが好ましい。
本発明の製造方法において、ガラスロッドが断面円形であってもよい。
本発明の製造方法において、溝の断面形状が半円形又は円弧状であることが好ましい。
本発明の製造方法において、溝の断面形状が多角形であってもよい。
本発明の製造方法において、溝が２種以上の断面形状を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のＨＩＦは、空孔の列で区切られたガラス領域を画素とし、該画素が多数集束されてなる構成としたので、高ＮＡを持ち、集光能力が高く、高解像度に適する優れたＨＩＦを提供することができる。
また本発明の製造方法は、ガラスロッドの全周に長手方向に沿う多数の溝を並設し、次いで該溝付きガラスロッドを線引きして基本セルを形成し、次いで多数の基本セルを束ねて線引きし、空孔の列で区切られたガラス領域を画素とし、該画素が多数集束されてなるＨＩＦを得ることによって、前述した高ＮＡを持ち、集光能力が高く、高解像度に適する優れたＨＩＦを簡単に効率よく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明のＨＩＦの一例を示す断面図であり、図１中、符号１はＨＩＦ、２は画素となるガラス領域、３は空孔である。このＨＩＦ１は、空孔３の列で区切られた石英ガラスなどのガラス領域２を画素とし、該画素が多数集束された構成になっている。
【０００９】
ガラス領域２の材料としては、従来からイメージファイバや光ファイバ等に用いられている透明硬質材料の中から選択して用いることができ、例えば石英ガラス、多成分系ガラス、フッ化物ガラスなどを用いることができる。
【００１０】
本例示において、個々の空孔３は断面円形をなしており、これらの空孔３の列は、六角形の網目状にガラス領域２を区切って設けられている。これらの空孔３は、画素となるガラス領域２を伝搬する光をガラス領域２内に封じ込めることができる口径とされる。
【００１１】
このＨＩＦ１は、それぞれのガラス領域２が光ファイバにおけるコアとして機能し、空孔３の列が光ファイバにおけるクラッドとして機能する。ＨＩＦ１の長手方向一端側からガラス領域２に入射した光は、ガラス領域２を伝搬し、ＨＩＦ１の他端側から出射する。このＨＩＦ１では、小さな空孔３の列で区切られたそれぞれのガラス領域２が画素となり、ＨＩＦ１の断面において、多数の画素が密集して配置された状態となっている。従って、このＨＩＦ１は、高ＮＡを持ち、集光能力が高く、高解像度に適している。
【００１２】
このＨＩＦ１は、ガラスロッドの全周に長手方向に沿う多数の溝を並設し、次いで該溝付きガラスロッドを線引きして基本セルを形成し、次いで多数の基本セルを束ねて線引きし、空孔の列で区切られたガラス領域を画素とし、該画素が多数集束されてなるＨＩＦを得ることを特徴とする本発明の製造方法によって製造することができる。
【００１３】
図２及び図３は、本発明による製造方法の第１の例を示す図であり、図２は基本セルの断面形状を示す断面図、図３は基本セルを集合させた状態を示す断面図である。これらの図中、符号２はガラス領域、４は基本セル、５ａ及び５ｂは溝、６は仮の空孔位置である。本例においてＨＩＦを製造するには、まず、石英ガラス母材を適当なサイズの六角形の石英ロッドに加工し、その全周に長手方向に沿って図２に示すような半円形又は円弧状の溝５ａ，５ｂを研削加工等により形成し、基本セル４を作製する。この基本セル４は、複数個を最密充填した時にそれぞれの溝５ａ，５ｂが他の基本セル４の溝５ａ，５ｂとともに、仮の空孔位置６に示すような円形の空孔３を形成できるようになっている。なお、溝５ａ，５ｂの形成方法は限定されず、石英ロッドをドリル等で所用の位置に孔開けしてから六角形に加工することもできる。
【００１４】
次いで、前記基本セル４を線引きする。次いで、線引き後の多数の基本セル４を図３に示すように集合し、予め用意した石英管内に充填する。次いで、多数の基本セル４を充填した集合体を紡糸することにより、ＨＩＦが得られる。
【００１５】
本製造方法において、基本セル４は断面六角形の石英ロッドの外側に溝５ａ，５ｂを形成することを特徴とする。線引き後の基本セル４を多数本束ねて形成される集合体（紡糸用母材）において、空孔３の形状は円形が望ましいが、必ずしも円形である必要はない。従って、基本セル４の形状は六角形である必然性もなく、円形であってもよい。また、空孔３を形成する形状も円形である必然性はない。ただし、空孔３を形成させるために、基本セル４の外側の支えは欠かせない。
【００１６】
図４は、本発明による製造方法の第２の例を示す図である。前記第１の例では、断面六角形の石英ロッドの全周に長手方向に沿って断面半円形の溝５ａと角部に設けた円弧状（扇状）の溝５ｂを交互に形成しているが、この第２の例ではガラス領域２を囲む各辺に、中央に半円形の２つの溝８ａと両方の角部に円弧状（扇状）の溝８ｂを形成した基本セル７を用いている。
このように、溝８ａ，８ｂの形成個数を変えても、前記第１の例と同じく、多数の基本セル７を充填した集合体を紡糸することにより、空孔３の列に区切られた画素となるガラス領域２が多数集束されたＨＩＦが得られる。
【００１７】
図５は、本発明による製造方法の第３の例を示す図である。前記第１の例では、断面六角形の石英ロッドの全周に長手方向に沿って断面半円形の溝５ａと角部に設けた円弧状（扇状）の溝５ｂを交互に形成しているが、この第３の例ではガラス領域２を囲む各辺に、中央に半円形の６つの溝１０ａと両方の角部に円弧状（扇状）の溝１０ｂを形成した基本セル９を用いている。
このように、溝１０ａ，１０ｂの形成個数を変えても、前記第１の例と同じく、多数の基本セル９を充填した集合体を紡糸することにより、空孔３の列に区切られた画素となるガラス領域２が多数集束されたＨＩＦが得られる。
【００１８】
図６は、本発明による製造方法の第４の例を示す図である。この第４の例ではガラス領域２を囲む各辺に、中央に断面台形をなす２つの溝１２ａと両方の角部に三角形の溝１２ｂを形成した基本セル１１を用いている。
このように、断面台形や角形などの断面が多角形の溝１２ａ，１２ｂを形成し、前記第１の例と同じく、多数の基本セル１１を充填した集合体を紡糸することにより、六角形の空孔の列に区切られた画素となるガラス領域２が多数集束されたＨＩＦが得られる。
【００１９】
図７は、本発明による製造方法の第５の例を示す図である。この第５の例ではガラス領域２を囲む各辺に、断面三角形をなす溝１４ａ，１４ｂを形成した基本セル１３を用いている。
このような溝１４ａ，１４ｂを形成し、前記第１の例と同じく、多数の基本セル１３を充填した集合体を紡糸することにより、四角形の空孔と六角形の空孔とを含む空孔の列によって区切られた画素となるガラス領域２が多数集束されたＨＩＦが得られる。
【００２０】
図８は、本発明による製造方法の第６の例を示す図である。この第６の例では、断面円形の石英ロッドの円周に半円の溝１６を多数設けた基本セル１５を用いている。
略円形の基本セル１５を最密に充填し、その集合体を紡糸する場合、自然に各画素が空孔によって区切られ、空孔の列に区切られた画素となるガラス領域２が多数集束されたＨＩＦが得られる。なお、本例において溝１６の形状は半円に限らず、前記第４及び第５の例に示すような多角形の溝を形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のＨＩＦの一例を示す断面図である。
【図２】本発明の製造方法の第１の例を示す、基本セルの断面図である。
【図３】図２の基本セルを集合させた状態を示す断面図である。
【図４】本発明の製造方法の第２の例を示す、基本セルの断面図である。
【図５】本発明の製造方法の第３の例を示す、基本セルの断面図である。
【図６】本発明の製造方法の第４の例を示す、基本セルの断面図である。
【図７】本発明の製造方法の第５の例を示す、基本セルの断面図である。
【図８】本発明の製造方法の第６の例を示す、基本セルの断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…ＨＩＦ（ホーリーイメージファイバ）、２…ガラス領域、３…空孔、４、７，９，１１，１３，１５…基本セル、５ａ，５ｂ，８ａ，８ｂ，１０ａ，１０ｂ，１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂ、１６…溝、６…仮の空孔位置。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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