"コア、第1内層クラッド、第2内層クラッド及び外層クラッドを有する3層クラッド光ファイバにおいて、前記コアが半径r0及び第1の屈折率n0を有し、前記第1内層クラッドが前記コアを囲み、少なくとも約012の開口数及び、n1<n0であるような、第2の屈折率n1を有し、前記第2内層クラッドが前記第1内層クラッドを囲み、少なくとも約02の開口数及び、n2>n1であるような、第3の屈折率n2を有し、前記外層クラッドに対する前記第2内層クラッドの相対屈折率は1より大きく、前記外層クラッドが前記第2内層クラッドを囲み、n3<n2及びn3<n1であるような、第4の屈折率n3を有する、ことを特徴とする3層クラッド光ファイバ。前記コアが約5μmより小さい前記半径r0を有し、いかなる希土類ドーパントも含んでおらず、前記第1内層クラッドが少なくとも10μmの径方向厚さを有し、前記内層クラッドに対する前記コアの相対屈折率が約007より大きく、前記第2内層クラッドが少なくとも8μmの径方向厚さを有し、前記外層クラッドが少なくとも10μmの径方向厚さを有する、ことを特徴とする請求項1に記載の3層クラッド光ファイバ。前記コア、前記第1内層クラッド、前記第2内層クラッド及び前記外層クラッドがシリカベースガラスで形成され、前記ファイバが1060~1700nmの波長範囲において1dBkmより小さい減衰を有することを特徴とする請求項2に記載の3層クラッド光ファイバ。前記コアの前記開口数NAが約008から約02であることを特徴とする請求項2に記載の3層クラッド光ファイバ。前記第2内層クラッドが、前記外層クラッドに対する前記第2内層クラッドの前記相対屈折率が約3より大きくなるようなドーパントを含み、前記コアが、前記内層クラッドに対する前記コアの前記相対屈折率が少なくとも約02になるようなドーパントを含み、前記外層クラッドが約50重量より少ないF及び約10重量より少ないB2O3の形態のBを含む、ことを特徴とする請求項2に記載の3層クラッド光ファイバ。前記外層クラッドが、前記内層クラッドの前記屈折率n2に対して前記外層クラッドの前記屈折率n3を低める、空孔の分布を有し、前記空孔の直径が約500nm未満であり、前記外層クラッドの局所空孔面積が約5から約30である、あるいは前記空孔の直径が約1μmより大きく、前記外層クラッドの局所空孔面積が約80から約95である、ことを特徴とする請求項2に記載の3層クラッド光ファイバ。前記コアの波長分散の絶対値が、約1310~1550nmの動作波長に対して約18psnmkmより小さいことを特徴とする請求項2に記載の3層クラッド光ファイバ。レーザ源、特許請求項1に記載の3層クラッド光ファイバ、ビーム走査ユニット、光検出器及びコンピュータを備える光内視鏡において、前記3層クラッド光ファイバが、コア、第1内層クラッド、第2内層クラッド及び外層クラッドを有し、前記レーザ源の出力が前記3層クラッド光ファイバの前記コアに導き入れられるように、前記レーザ源の前記出力が前記3層クラッド光ファイバの第1の末端において前記3層光ファイバの前記コアに光結合され、前記光検出器が前記3層クラッド光ファイバの前記第1の末端において前記光ファイバの前記第1内層クラッド及び前記第2内層クラッドに結合され、前記内層クラッドを通って進行している光を電気信号に変換するために動作することができ、前記コンピュータが前記光検出器に電気的に接続され、前記光検出器から送られる前記電気信号から画像を形成するために動作することができ、前記ビーム走査ユニットが前記3層クラッド光ファイバに第2の末端に光結合され、前記ビーム走査ユニットは、前記3層クラッド光ファイバの前記コアに導き入れられた前記レーザ源の前記出力を標的にかけて二次元で走査するため及び前記標的から放射される光を前記光ファイバの前記第1内層クラッド及び前記第2内層クラッド内に集光するために動作することができる、ことを特徴とする光内視鏡。前記第2内層クラッドが前記第1内層クラッドより高い屈折率を有することを特徴とする請求項1に記載の3層クラッド光ファイバ。前記コアの実効面積が>30μm2及び≦100μm2、及び/または前記コアが動作波長において単一モードコアであることを特徴とする請求項1に記載の3層クラッド光ファイバ。したがって、コアのドーパントレベルは低いが、クラッド層における集光効率を高めるためにクラッド層の開口数は大きいファイバの設計が必要とされている。したがって、代わりの光ファイバ及びこれを利用する非線形光内視鏡が必要とされている。いくつかの実施形態において、3層光ファイバは、コア、第1内層クラッド、第2内層クラッド及び外層クラッドを有し、コアは半径r0及び第1の屈折率n0を有し、第1内層クラッドはコアを囲み、少なくとも約012の開口数及び、n1<n0であるような、第2の屈折率n1を有し、第2内層クラッドは第1内層クラッドを囲み、少なくとも約02の開口数及び、n2>n1であるような、第3の屈折率n2を有し、外層クラッドに対する第2内層クラッドの相対屈折率は1より大きく、外層クラッドは第2内層クラッドを囲み、n3<n2及びn3<n1であるような、第4の屈折率n3を有する。いくつかの実施形態において、3層クラッド光ファイバは、全てがシリカベースガラスでつくられた、コア、第1内層クラッド、第2内層クラッド及び外層クラッドを有する。コアは、約5μmより小さい半径r0及び屈折率n0を有することができ、活性ドーパントを全く含んでいない。第1内層クラッドはコアを囲むことができ、少なくとも約5μmの径方向厚さ、少なくとも約012の開口数及びn1<n0であるような屈折率n1を有する。内層クラッドに対するコアの相対屈折率は約007より大きくすることができ、いくつかの実施形態においては01より大きい。第2内層クラッドは第1内層クラッドを囲むことができ、少なくとも約10μmの径方向厚さ、少なくとも約02の開口数及びn2>n1であるような屈折率n2を有する。外層クラッドは第2内層クラッドを囲むことができ、約10μmから約50μmの径方向厚さ及びn3<n2であるような屈折率n3を有する。外層クラッドに対する内層クラッドの相対屈折率は約15より大きい。別の実施形態において、非線形光内視鏡は、レーザ源、3層クラッド光ファイバ、ビーム走査ユニット、光検出器及びコンピュータを備える。3層クラッド光ファイバは、シリカベースガラスの、コア、第1内層クラッド、第2内層クラッド及び外層クラッドを有する。コアは、約5μmより小さい半径r0及び屈折率n0を有することができ、活性ドーパントを全く含んでいない。第1内層クラッドはコアを囲むことができ、少なくとも約5μmの径方向厚さ、少なくとも約012の開口数及びn1<n0であるような屈折率n1を有する。第1内層クラッドに対するコアの相対屈折率は約007より大きく、さらには01より大きくすることができる。第2内層クラッドは第1内層クラッドを囲むことができ、少なくとも約10μmの径方向厚さ、少なくとも約02の開口数及びn2>n1であるような屈折率n2を有する。外層クラッドは第2内層クラッドを囲むことができ、約10μmから約50μmの径方向厚さ及びn3<n2であるような屈折率n3を有する。外層クラッドに対する内層クラッドの相対屈折率は約15より大きい。レーザ源の出力は、レーザ源の出力が3層クラッド光ファイバのコアに導き入れられるように、3層クラッド光ファイバの第1の末端において3層クラッド光ファイバのコアに光結合させることができる。光検出器は、3層クラッド光ファイバの第1の末端において3層クラッド光ファイバの内層クラッドに結合させることができ、内層クラッドを通って進んでくる光を電気信号に変換するためにはたらくことができる。コンピュータは、光検出器に電気的に接続させることができ、光検出器から受け取られる電気信号から画像を形成するためにはたらくことができる。ビーム走査ユニットは、光ファイバの第2の末端に光結合させることができ、3層クラッド光ファイバのコアに導き入れられたレーザ源の出力を標的にかけて2次元走査し、標的からの発光を3層クラッド光ファイバの内層クラッド内に集光するためにはたらくことができる。本発明のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、当業者にはその説明から容易に明らかであろうし、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲を含み、また添付図面も含む、本明細書に説明されるように本発明を実施することによって認められるであろう。上述の全般的説明及び以下の詳細な説明が本発明の実施形態を提示し、特許請求されるような本発明の本質及び特質を理解するための概要または枠組みの提供が目的とされていることは当然である。図面に示される実施形態は本質的に説明のためのものであり、特許請求の範囲によって定められる本発明の限定は目的とされていない。さらに、本発明の例示のための特定の実施形態の以下の説明は、同様の構造は同様の参照数字で示される、以下の図面とともに読まれたときに理解することができる。本発明のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、当業者にはその説明から容易に明らかであろうし、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲を含み、また添付図面も含む、本明細書に説明されるように本発明を実施することによって認められるであろう。上述の全般的説明及び以下の詳細な説明が本発明の実施形態を提示し、特許請求されるような本発明の本質及び特質を理解するための概要または枠組みの提供が目的とされていることは当然である。本明細書では以下の定義及び術語が用いられる。屈折率プロファイルは、光ファイバの選択された領域にわたる、相対屈折率と、光ファイバの中心線から測定される、光ファイバの半径の間の関係である。相対屈折率またはデルタは、と定義される。ここで、niは領域iにおける最大屈折率であり、n基準は、本明細書で別途に指定されない限り、基準領域の屈折率である。モードフィールド径はは単一モードファイバ内を伝搬している光のスポット径またはビーム幅の尺度である。モードフィールド径は、光源波長、ファイバコア半径及びファイバ屈折率プロファイルの関数である。MFDはピーターマンII法を用いて測定され、ここでMFD=2wであって、である。ここで、Eは光ファイバ内の電場分布であり、rは光ファイバの半径である。ファイバの波長分散または分散は、材料分散、導波路分散及び内部モード分散の総和である。単一モード導波路ファイバの場合、内部モード分散はゼロである。ファイバの実効面積は光が伝搬するファイバの面積であり、と定義される。ここで、Eはファイバ内を伝搬する光に付随する電場であり、rはファイバの半径である。カットオフ波長は光ファイバがただ1つの伝搬モードをサポートするであろう最短波長である。動作波長がカットオフ波長より短い場合は、多モード動作がおこることができ、さらなる分散源の導入がファイバの情報搬送能力を制限し得る。数学的定義は、ユノーム著,単一モード光ファイバ,,マーセルデッカー,1990年,p3944,に見ることができ、理論ファイバカットオフはモード伝搬定数が外層クラッド内の平面波伝搬定数に等しくなる波長として説明されている。この理論波長は、直径変動がない、無限長の完全に真直なファイバに対して妥当である。ファイバカットオフ波長は理論カットオフ波長より短くなるであろう。ファイバカットオフ波長は、名称を伝送パワーによる未ケーブル化単一モードファイバのカットオフ波長測定とする、TIA45580Bに説明されている手法のような、伝送パワー法を用いて測定される。3層クラッド光ファイバのコア領域を伝搬している光と内層クラッド領域を伝搬している光の間の干渉を避けるため、光源からの光を3層クラッド光ファイバのコアに導き入れるための投射ファイバが用いられる。投射ファイバは3層光ファイバの予想コアファイバカットオフ波長より若干長いカットオフ波長を有する。投射ファイバの長さは2mより長くするべきである。投射ファイバのコア径は3層クラッド光ファイバのコア径とほぼ同じである。測定において、投射ファイバは、投射ファイバのコアと3層クラッド光ファイバのコアの間の高効率結合を保証するため、3層クラッド光ファイバに慎重に位置合せされる。指定される波長について、全ての波長依存光学特性が本明細書に報告される。本明細書に用いられるように、Δ0は当然、3層クラッド光ファイバの第1内層クラッドに対する3層クラッド光ファイバのコアの相対屈折率を指す。したがって、である。ここで、n0はコアの屈折率であり、n1は第1内層クラッドの屈折率である。本明細書に用いられるように、Δ1は当然、3層クラッド光ファイバの外層クラッドに対する3層クラッド光ファイバの第1内層クラッドの相対屈折率を指す。したがって、である。ここで、n1は第1内層クラッドの屈折率であり、n3は外層クラッドの屈折率である。本明細書に用いられるように、Δ2は当然、3層クラッド光ファイバの外層クラッドに対する3層クラッド光ファイバの第1内層クラッドの相対屈折率を指す。したがって、である。ここで、n2は第2内層クラッドの屈折率であり、n3は外層クラッドの屈折率である。図1Aは、本明細書に示され、説明される一実施形態にしたがう3層クラッド光ファイバを示す。本明細書に説明される3層クラッド光ファイバは全般に、コア102,第1のクラッド層104,第2のクラッド層105及び外層クラッド106を有する。第2内層クラッド105は第1の内層クラッド104を囲み、大きい開口数を有する。外層クラッド及び第2内層クラッドの材料は、外層クラッド及び第2内層クラッドの屈折率が第2内層クラッドに大きな開口数を与えるように、選ばれる。いくつかの実施形態にしたがえば、外層クラッドは、少なくともFがドープされたシリカベースガラスである。コア、内層クラッド及び外層クラッドは一般にシリカ、特に石英ガラスを含む。少なくともいくつかの実施形態にしたがえば、ファイバの減衰は1060~1700nmの波長範囲において1dBkmより小さい。3層クラッド光ファイバの構造、組成、作製方法、特性、及び3層クラッド光ファイバを利用するデバイスが本明細書でさらに詳細に説明され、論じられるであろう。いくつかの実施形態にしたがえば、ファイバコア102は屈折率n0を有する。ファイバコア102は、屈折率を高めるためにGeまたはAlのような屈折率上げドーパントがドープされたガラスでつくることができ、あるいは純シリカでつくることができる。第1内層クラッド104は屈折率n1<n0を有する。第1内層クラッド104は純石英ガラスあるいはFまたはBのような屈折率下げドーパントがドープされたガラスでつくることができる。いくつかの実施形態にしたがえば、第1内層クラッドに対するコアの相対屈折率変化は01~2の範囲にある。いくつかの実施形態にしたがえば、コア半径r0は2~10μmの範囲にある。第1内層クラッドの外半径r1はコア102内を導波されている光のトンネリング損失を低めるためにコア半径r0の5倍より大きいことが好ましい。いくつかの実施形態にしたがえば、外層クラッドに対する第1内層クラッドの屈折率変化は05~15の間であることが好ましい。第2内層クラッド105は屈折率n2>n1を有する。第2内層クラッド105はGe,AlまたはTiのような屈折率上げドーパントがドープされたガラスでつくることができる。外層クラッド106は屈折率n3<n2を有する。外層クラッド105は、屈折率下げドーパント、例えばBまたはFが、あるいはいずれもが、ドープされたガラスでつくることができる。外層クラッドに対する第2内層クラッドの相対屈折率変化は、025より大きいNAに対応する、15より大きいことが好ましい。内層クラッドの好ましい総厚は、用途に依存して、25~500μmの間である。外層クラッドの厚さは10~50μmの間であることが好ましい。図1A,1B及び2に示されるような3層クラッド光ファイバ100を用いる2光子顕微鏡検査法において、ポンプ光はコア内を導波されて標的に送られ、標的との相互作用後の光信号は内層クラッドによって集光される。コア102は、高ビーム品質を保証するため、ポンプ波長において単一モードであることが好ましい。第2内層クラッド105は、信号の高取込効率を可能にするため、大開口数及び大寸を有することが好ましい。ここで図1A及び1Bを参照すれば、本明細書に説明される一実施形態にしたがう、3層クラッド光ファイバ100の断面及び対応する屈折率プロファイルが示される。図1Aの3層クラッド光ファイバ100は、コア102,第1内層クラッド104,第2内層クラッド105及び外層クラッド106を有する。図示される実施形態において、コア102,第1内層クラッド104,第2内層クラッド105及び外層クラッド106は一般にシリカ、特に石英ガラスからなる。一実施形態において、1層以上の保護被覆が外層106を囲むことができる。本明細書に図示される実施形態において、3層クラッド光ファイバの断面は一般にコアの中心に関して円対称であるが、光ファイバ及び個々の光ファイバ層が他の幾何学的形状を有し得ることは当然である。3層クラッド光ファイバ100が図1Aに示されるように円対称である場合、3層クラッド光ファイバ100の外径は、約100μmから約500μm、さらに好ましくは125μmから約300μm、最も好ましくは125μmから約250μmとすることができる。図1Aに示される実施形態において、3層クラッド光ファイバのコア102は第1の屈折率n0を有する。コア102は純シリカからなるか、あるいはコア102は好ましくは、コアが上げドープされている場合のように、比較的小量の、例えば、GeO2,Al2O3,P2O5,TiO2,ZrO2,Nb2O5及び/またはTa2O5のような、1つ以上の屈折率上げドーパントを含むことができる。本明細書で論じられる実施形態及び実施例において、コア102は約0重量から約20重量のGeO2,例えば約0重量から約10重量のGeO2,いくつかの実施形態例においては約0重量から約6重量のGeO2を含むことができる。あるいは、本明細書で論じられる実施形態及び実施例において、コア102は約0重量から約10重量のAl2O3,例えば約0重量から約8重量のAl2O3,いくつかの実施形態において約0重量から約7重量,さらには約0重量から約4重量のAl2O3を含むことができる。コア102の半径r0は、例えば、約15μmから約5μm、さらに好ましくは約2μmから約4μmとすることができ、いくつかの実施形態においては、3層クラッド光ファイバのコアを通って伝搬する光のスポット径が、3層クラッド光ファイバが非線形光内視鏡とともに用いられる場合の高光パワー密度に相当し、したがって強い非線形効果を生じるほどに小さくなるように、約25μmから約35μmとすることができる。しかし、スポット径は光源から3層クラッド光ファイバへの高効率結合のために十分に大きくもするべきである。3層クラッド光ファイバのコア102の実効面積は、約30μm2から約120μm2,さらに好ましくは約50μm2から約100μm2とすることができる。第1内層クラッドに対するコアの相対屈折率は少なくとも01とすることができ、さらに好ましくは約02より大きく、最も好ましくは約03より大きく、例えば、04,05,06,075,1,12または13とすることができる。コアの開口数NAは、コアが光信号を受け入れるかまたは放射する角度範囲をこえる角度範囲が特徴であり、コア102及び内層クラッド104の屈折率に直接に関係する。本明細書で用いられるように、コアの開口数は、屈折率n0を有するコア及び屈折率n1を有する第1内層クラッドに対して、と表される。別途に言明されない限り、コアの開口数すなわちNAコアに対するいかなる言及も上に挙げた数学的関係によって定められるようなコアの開口数を指す。本明細書に示され、説明される実施形態において、コア102及び内層クラッド104を構成する材料は、コア102の開口数NAが、好ましくは約008から約025,さらに好ましくは約009から約020,最も好ましくは01から015になるように、選ぶことができる。コアの屈折率プロファイルは、図1Bに示されるようなステッププロファイル、角が丸められたステッププロファイルまたは傾斜プロファイルとすることができる。一実施形態において、コア102は受動とすることができる。例えば、コア102は、コア102において利得作用またはレーザ発振作用を可能にするであろう活性元素を全く含んでいない。詳しくは、コア102には、Yb,Er,Nd,Tm,SmおよびTbを含む、いかなる希土類ドーパントも欠けているであろう。いくつかの実施形態において、コア102の石英ガラスの軟化温度を低めるため、リンをコア102に添加することができる。これは、内付けプロセスによってコアが形成される場合に特に有利であり得る。リンの添加は、コア102の屈折率n0を高めるためにも利用することができる。本明細書に示され、説明される実施形態において、3層クラッド光ファイバのコアは、例えば、800nm,1060nm、1310nm及び1550nmの波長のような、所望の動作波長において単一モードになる。本明細書で用いられるように、単一モードであることは、3層クラッド光ファイバのコアが特定の光波長に対して1つの伝搬モードだけをサポートすることを意味する。単一モードファイバは一般に多モードファイバより優れた分散特性を有する。ファイバカットオフ波長は一般に、単一モード伝搬に適している動作波長を定め、カットオフ波長より長い動作波長で3層クラッド光ファイバは単一モードなるであろう。すなわち、ファイバコアカットオフ波長が、ファイバが用いられることになる動作波長よりも短くなるように、例えば、800nm,1060nm,1310nm及び/または1550nmより短くなるように、ファイバが設計されることが望ましい。第1内層クラッド104は、n1<n0であるような、第2の屈折率n1を有することができる。第1内層クラッド104は純シリカからなるか、あるいは、内層クラッドが下げドープされている場合のように、フッ素またはホウ素のような屈折率を低める1つ以上のドーパントを含む石英ガラスからなる。一実施形態において、コア102は6重量より少ないGeO2でGeドープされ、第1内層クラッド104は純石英ガラスである。別の実施形態において、ロア102は純石英ガラスであり、第1内層クラッド104は、約05重量から約2重量,例えば05~15重量,例えばいくつかの実施形態では06重量から約15重量及び/または07重量から約12重量の、量でFがドープされた石英ガラスからなることができる。第2内層クラッド105は第1内層クラッド104を囲み、第1内層クラッドより大きい屈折率n2を有する。いくつかの実施形態において、第2内層クラッド105は、約5重量から約40重量,さらに好ましくは20重量から約40重量の量でGeO2がドープされた石英ガラスからなる。いくつかの実施形態において、第2内層クラッドは、約1重量から約20重量,さらに好ましくは10重量から約20重量の量でTiO2がドープされた石英ガラスからなる。また別の実施形態において、第2内層クラッド105は、約0重量から18重量,例えば、1重量から約15重量,最も好ましくは約5重量から18重量の、Al2O3がドープされた石英ガラスからなることができる。コア102に添加されるドーパントが第2内層クラッド105に添加されるドーパントと同じである必要はないことは当然である。例えば、第2内層クラッド105はGeO2がドープされた石英ガラスからなることができ、コアは純シリカまたは比較的小量のAl2O3がドープされたシリカとすることができる。第1内層クラッド104の厚さは、約20μmより大きく、例えば11μmと35μmの間とすることができる。比r1r0は、トンネリング誘起損失を最小限に抑えるため、≧5であることが好ましい。少なくとも1つの実施形態にしたがえば、第1内層クラッドの開口数は関係式、を用いて計算することができる。ここで、n1は第1内層クラッド104の屈折率であり、n3は外層クラッド106の屈折率である。例えば、第1内層クラッド104の開口数は、>025または≧029,例えば0.25~03とすることができる。第2内層クラッド105の厚さは約10μmより大きくすることができ、いくつかの実施形態において、12μmまたは約14μmより大きく、例えば15μmと175μmの間、または約15μmと約90μmの間とすることができる。第2内層クラッド105の相対屈折率は、少なくとも025の開口数に対応する、約15より大きい。第2内層クラッドの開口数は、第1内層クラッド及び第2内層クラッドが光信号を受け入れるかまたは放射する角度範囲をこえる角度範囲が特徴であり、2つの内層クラッド及び外層クラッドの屈折率間の数学的関係に依存する。少なくとも1つの実施形態にしたがえば、第2内層クラッドの開口数は関係式、を用いて計算することができる。ここで、n2は第2内層クラッドの屈折率であり、n3は外層クラッドの屈折率である。例えば、表2A及び2Bに示されるファイバ実施例に対し、内層クラッドの開口数は上で定義された数学的関係を用いて決定されている。しかし、表1に示されるファイバ実施例の内層クラッドの開口数は、本明細書でさらに論じられる装置及び手法を用いて実験的に決定されている。第2内層クラッド105及び外層クラッド106の相対組成は、所望の開口数を有する第2内層クラッドが屈折率の差によって得られるように、選ぶことができる。第2内層クラッド105の開口数は、第2内層クラッドがそれにわたって光信号を受け入れるかまたは放射する角度範囲を最大化するため、約025より大きく、さらに好ましくは約03より大きく、最も好ましくは約035より大きくすることができる。第2内層クラッド105の屈折率は、図1Bに示されるようなステッププロファイル、角が丸められたステッププロファイルまたは傾斜プロファイルとすることができる。外層クラッド106の厚さは約10μmから約50μm、さらに好ましくは約125μmから約30μm、最も好ましくは約15μmから約20μmとすることができる。外層クラッド106は一般に、n3<n2であるような、第3の屈折率n3を有することができる。n1>n3及びn0>n3であることが好ましい。上述したように、第1内層クラッド104及び外層クラッド106の材料組成は、第2内層クラッド105に対する所望の開口数が屈折率の差によって得られるように、選ぶことができる。約025より大きい所望の開口数を有する第2内層クラッド105を達成するため、外層クラッド106は、外層クラッドの屈折率n3と第2内層クラッドの屈折率n2の間の差により第2内層クラッド105に対する所望の開口数が得られるように、第2内層クラッド105に対して下げドープすることができる。あるいは、第2内層クラッド105を外層クラッド106に対して上げドープすることができ、または、第2内層クラッド105を外層クラッド106に対して上げドープすることができ、外層クラッド106は第2内層クラッド105に対して下げドープされる。少なくとも1つの実施形態において、外層クラッド106は、第1内層クラッド104及び第2内層クラッド105の屈折率n1及びn2に対して外層クラッドの屈折率n3を低める、フッ素、ホウ素またはこれらの組合せのような、1つ以上のドーパントを含む石英ガラスからなることができる。一実施形態において、外層クラッド106は、外層クラッド106に対する第1内層クラッド104及び第2内層クラッドの相対屈折率が約15より大きくなるように、約5重量より少ないF及びB2O3の形態の約10重量より少ないB,さらに好ましくは約25重量より少ないF及びB2O3の形態の約5重量より少ないB,最も好ましくは約2重量より少ないF及びB2O3の形態の約5重量より少ないBを含む、石英ガラスからなることができる。第1の内層クラッド104が純石英ガラスからなり、外層クラッド106が約2重量のF及び約5重量のBを含む石英ガラスからなる場合、第1内層クラッドの開口数は約030であり得る。いくつかの実施形態において、第2内層クラッド105が第2内層クラッド105の屈折率を高めるドーパントを含み、外層クラッド105が約2重量のF及び約5重量のBを含む石英ガラスからなる場合、第2内層クラッドの開口数は約036より大きくなり得る。あるいは、外層クラッド106の屈折率n3は、外層クラッドが空孔を有している、2つの実施形態の3層クラッド光ファイバ200,300を示す図2及び3に示されているような空孔の分布を外層クラッドが有するように外層クラッドを形成することによって、低めることができる。空孔は空気及び/または、空孔の屈折率が外層クラッドの屈折値率より低くなるような、固結ガラスを有することができる。したがって、外層クラッドに空孔を導入することにより、外層クラッドの屈折率n3を内層クラッドの屈折率に対して低めることができる。外層クラッド206が空孔を含んでいる3層クラッド光ファイバ200の断面が図2に示される。空孔を含んでいる外層クラッド206は外層クラッド全体にわたって分布する複数の空孔208を有する。一実施形態において、空孔は、3層クラッド光ファイバ200がそれから線引きされる光ファイバプリフォームの作製中に外層クラッドの材料が堆積されて固結されるときに、外層クラッド内に形成された離散独立空孔からなることができる。独立空孔は固結プロセス中に空孔に閉じ込められた固結ガスを含むことができる。図示される実施形態において、空孔208は小さくすることができる。例えば、空孔は3層クラッドファイバ200の第2内層クラッド205に沿って伝搬される光の波長より小さい直径を有することができる。例えば、空孔208は、約500nmより小さく、さらに好ましくは約300nmより小さく、最も好ましくは200nmより小さい、直径を有することができる。図2に示されるように、空孔は、外層クラッド206が異なる断面積を有する空孔の分布を有するように、外層クラッド全体にわたってランダムな寸法分布を有することができる。外層クラッド内の空孔が小寸空孔である場合、本明細書で定義されるような、空孔の局所空孔面積は5より大きくになり得る。例えば、局所空孔面積は、約10より大きく、さらに好ましくは約20より大きく、最も好ましくは約25より大きい。空孔の局所空孔面積は好ましくは60より小さく、例えば30より小さくすることができる。局所空孔面積は、本明細書に用いられるように、空孔を含む領域の総面積で割られた空孔を含む領域内の空孔の総面積の100倍を意味する。図2に示される特定の実施形態において、外層クラッド206の局所空孔面積は25程度である。いくつかの実施形態において、外層クラッドに含まれる空孔は非周期的に配置されるかまたは周期的に配置されるか、あるいはいずれでもあり得る。非周期的配置または非周期的分布は、光ファイバの特定の断面に対して、非周期的に配置された空孔が外層クラッドにかけてランダムにまたは非周期的に分布することを意味する。ファイバの長さに沿う異なる点でとられた同様の断面は異なる断面空孔パターンを示すであろう。すなわち、様々な断面は相異なる空孔パターンを有し、空孔及び空孔径の分布は一致しないであろう。これらの空孔は光ファイバの長さに沿って引き伸ばされるが、伝送ファイバの一般長に対してファイバ全体の全長の端から端にわたることはない。理論に束縛されることは望まないが、空孔の伸びは数m未満であり、多くの場合ファイバの長さに沿って1m未満である。本明細書に開示される3層クラッド光ファイバはかなりの量のガスが固結ガラスブランク内に閉じ込められ、よって固結ガラス光ファイバプリフォーム内に空孔の形成がおこる結果を得るに有効なプリフォーム固結条件を利用する方法によって作製することができる。そのような空孔を取り除く工程をとるのではなく、得られたプリフォームはその中に空孔を含む光ファイバを形成するために用いられる。本明細書に用いられるように、空孔の直径は、光ファイバの軸線に垂直に横切る垂直断面で光ファイバを見たときに、端点が空孔を定めるシリカ内部表面上に配置されている最長線分である。図2に示される実施形態において、3層クラッド光ファイバ200の第1内層クラッド104及びコア102は、図1に示される3層クラッド光ファイバ100に関して本明細書で上述した第1内層クラッド及びコアと同様とすることができる。純石英ガラスからなる内層クラッド及び、ほぼ25の局所空孔面積を有する、空気孔を含む外層クラッドを有する3層クラッド光ファイバにより、約068の開口数を有する内層クラッドを得ることができる。図2に示される空孔208は本明細書においてランダムな寸法分布を有する非周期的に分布する独立空孔として説明されてきたが、空孔208が、外層クラッド全体にわたって周期的に分布することもでき、空孔が概ね一様な寸法も有し得ることは当然である。さらに、空孔は開放連続空孔であることもでき、その結果、本明細書でさらに詳細に説明されるように空気を含むことができる。次に図3を参照すれば、別の実施形態の、外層クラッド306が空孔を含んでいる3層クラッド光ファイバ300が示される。本実施形態において、空孔308は大寸である。例えば、空孔308は3層光ファイバ300の内層クラッド104に沿って伝搬される光の波長より大きい直径を有する、例えば、本実施形態において、大寸空孔308は一般に1μmより大きく、さらに好ましくは約5μmより大きく、最も好ましくは約10μmより大きい、直径を有する。空孔308が大寸である場合、本明細書で定義されるような、局所空孔面積は、約80より大きく、さらに好ましくは約90より大きく、最も好ましくは約95より大きい。空孔308が大寸である場合、本明細書で定義されるような、局所空孔面積は好ましくは98未満であり得る。図示される例において、外層クラッド306の局所空孔面積は90程度であり、これは外層クラッドの総合屈折率を大きく低める。外層クラッドの局所空気孔面積がほぼ80から90であり、第2内層クラッドがアンドープ石英ガラスからなる場合、第2内層クラッドは約1の開口数を有し得る。図3に示される実施形態において、空孔308は外層クラッドの断面全体にわたって周期的に分布させることができる。空孔308は一般に同じ直径を有することもできる。空孔308は開放連続とすることができ、その結果、空気を含むことができる。空孔308は。3層クラッド光ファイバがそれから線引きされる光ファイバプリフォームの外層クラッド領域にドリルで孔を開けることで形成することができる。あるいは大寸空孔308は光ファイバプリフォームのスタックアンドドロー形成法を用いて形成することができる。ドリル穴開け法及びスタックアンドドロー法は、小寸空孔または大寸空孔のいずれの作製にも用いることができる。しかし、外層クラッドに開放連続空孔を形成するために他の技法を用い得ることは当然である。一実施形態において、図1~3の3層クラッド光ファイバは外付けプロセスによって作製することができる。OVDプロセスは、ベイトロッド上にまたは気相成分からの反応によって光ファイバを作製する一方法である。スートプリフォームは続いて高温炉内で乾燥され、緻密化されて固体ガラスになる。このプロセスは一般に固結と称される。所望のコア及びクラッド層の組成は、スートプリフォーム作製プロセスにおいてそれぞれの層に対し、異なる量の様々な気相成分を用いることによって達成される。要約すれば、コアプリフォーム及び/またはクラッドプリフォームが初めに形成され、次いで固結され、最終プリフォームが既知のファイバ線引き法によって線引きされて、光ファイバになる。さらに詳しくは、3層クラッド光ファイバのコアに関わるスートプリフォーム部分の作製に用いることができる気相前駆体材料は、例えば、SiCl4,GeCl4,AlCl3,TiCl4またはPOCl3とすることができる。いくつかの実施形態において、コアプリフォームは純石英ガラスまたはGeO2がドープされた石英ガラスからなる。スートが固結されてプリフォームになった後、3層クラッド光ファイバの第1内層クラッド及び第2内層クラッドのスートプリフォームを形成するため、OVDプロセスが固結コアプリフォーム上にSiO2含有スートを堆積するために用いられる。第1内層クラッドには純シリカスートを用いることができ、または、第1内層クラッドの屈折率を低めることができる、ドーパントを含めることができる。第2内層クラッドには、第2内層クラッドの屈折率を高めることができる、ドーパントを含めることができる。そのようなドーパントはSiO2スートとともに堆積させることができる。例えば、第2内層クラッドがGeO2で上げドープされる場合、GeO2をSiO2スートとともに堆積させることができる。第1内層クラッド及び第2内層クラッドのスートプリフォームがコアプリフォーム上に堆積された後、コアプリフォームを囲む緻密石英ガラス層を形成するため、内層クラッドのスートプリフォームを固結させることができる。いくつかの実施形態において、コアプリフォームはいかなる上げドーパントも含まない純石英ガラスからなる。内層クラッドのスートプリフォームが堆積された後、外層クラッドのスートプリフォームをコアプリフォーム上に堆積させることができる。一実施形態において、上で論じたように、外層クラッドはフッ素及びB2O3の形態のホウ素で下げドープされた石英ガラスからなる。したがって、下げドープされた石英ガラス層を堆積させるため、SiO2またはB2O3で下げドープされたSiO2を内層クラッドの固結スートプリフォーム上に堆積させて、外層クラッドのスートプリフォームを形成することができる。プリフォームのクラッド部分の屈折率を低めるため、F含有ガス、例えばSiF4を固結プロセスに用いることができる。上で論じたように、B及び/またはFを含む固結ガラスは純シリカより低い屈折率を有する。ホウ素/フッ素共ドーピングが用いられる場合、石英ガラスのホウ素/フッ素共ドーピングは、スート堆積中のホウ素ドーピング、続いて固結中のフッ素の焼結ドーピングの2段階によって達成することができる。例えば、ホウ素ドープSiO2外層クラッドの堆積は、原材料として、GeCl3及びSiCl4を用いるかまたはB含有有機金属前駆体及びSi含有有機金属前駆体を用い、純シリカまたはGeO2ドープシリカのコアロッドを囲む純シリカまたはドープトシリカの内層クラッド上に行うことができる。堆積層へのホウ素の取込効率はOVDバーナーの火炎温度が下がるにつれて高くなることに注意されたい。堆積工程中の好ましい温度範囲は、スートの10重量から12重量の目標酸化ホウ素含有量、及び以降の固結工程におけるF焼結ドーピングをより容易にするに適するスート密度に対して約1400°Cから1600°Cである。そのようなホウ素ドープスートでつくられたプリフォームは通常、低温加水分解過程及びスート組成物の高熱膨張係数のそれぞれにより、OH含有量が大きく、応力レベルが高い。スートプリフォームの亀裂発生をおこりにくくするため、固結におけるF焼結ドーピングの前にスートプリフォームに熱安定化工程が実施される。スートプリフォームは100°Cから500°Cで、例えば、約8時間、乾燥不活性雰囲気の下で300°Cの保持オーブン内において、熱安定化されることが好ましい。この点に関し、熱安定化は時間から24時間とすることができ、スートプリフォームが大寸になるほど熱安定化時間を長くなる。本実施形態例にしたがうスートプリフォームは次いで、F化合物とともに、例えばSiF4またはCF4とともに、炉内で固結される。本発明の一実施形態にしたがう、ホウ素含有スートプリフォームへのフッ素の焼結ドーピングは、単域固結プロセスである。全固結プロセスは炉の、通常は標準固結炉の上部に配置される、低温乾燥帯領域で行われる。固結は、BF共ドープシリカのかなり低いガラス転移温度により、比較的低温で行われる。本例のシリカスートプリフォームは、初めに約850°C~900°Cで45~60分、Cl2乾燥される。次いで、SiF4による90~150分の焼結/Fドーピングのため、乾燥帯温度が徐々に1200°Cまで上げられる。焼結及びFドーピング中、固結ガラス内のホウ素組成は、スート相における10重量から完全固結ガラス相における4~8重量までのように、かなり低下する。そのような低下はフッ素の存在におけるホウ素のエッチアウトによっておこる。この結果、ガラス内のホウ素及びフッ素の濃度はそれぞれ、4~8重量及び15~25重量の範囲になり得る。固結プロセス後、固結プリフォームは冷却され、ファイバ線引きに供される。別の実施形態において、3層クラッド光ファイバの外層クラッド106は、B及び/またはFのドーパントを含む外層クラッドの代わりに、空孔含有外層クラッドを有することができる。空孔含有外層クラッド内の空孔は外層クラッドの屈折率を低めることができる。一実施形態において、空孔含有外層クラッドを作製するため、第2内層クラッドの固結スートプリフォーム上にSiO2スートを堆積させることができる。SiO2スートは、固結ガラス内に固結ガスの一部を閉じ込め、よって、3層クラッド光ファイバがそれから線引きされる光ファイバプリフォームの外層クラッド領域内に独立空孔のアレイを形成するに有効な条件の下で、堆積され、固結される。例えば、外層クラッド106はガス雰囲気内で、空孔が閉じられるときにガス雰囲気の一部が空孔内に閉じ込められてしまう条件の下で、固結させることができる。ガス雰囲気は、窒素またはクリプトンのような、屈折率を低めるガスを含むことができる。しかし、例えば、窒素、アルゴン、二酸化炭素、酸素、CF4、塩素、CO、C2F6、SO2,Kr、Xe、Ne及びこれらの混合物のような、ただし空気は含まない、ガラスの屈折率を低めるその他の固結ガラスを用い得ることは当然であろう。いくつかの実施形態において、空孔含有外層クラッド106を形成するために用いられる方法は、2008年5月5日に出願された、名称を微細構造化光ファイバ及び方法とする、米国特許出願第12151170号明細書に開示されている方法と同様とすることができるが、空孔含有外層クラッドを形成するための他の方法も用いることができる。本明細書で上に論じたように、内層クラッドの開口数は数学的に計算することができる。しかし、いくつかの状況下では、内層クラッドの複合開口数を実験的に決定する必要があり得る。例えば、いくつかの状況において、2つの内層クラッドの内の1つの屈折率は精確に知ることができない。そのような状況下において、本明細書に説明される3層クラッド光ファイバの2つの内層クラッドの複合開口数は、アンピンリュー及びケンイチウエダによる、名称を矩形3層クラッドファイバにおけるポンプ光の伝搬損失とする論文に説明される技法と同様の、角度測定技法を用いて測定することができる。同様の測定技法を実施するための実験装置が図4に簡略に示される。実験装置は一般に、光源406,可回転ステージ404及び光検出器412を備える。光源406は一般に、特定の中心波長を有する広帯域光源を含む。例えば、異なる中心波長を得るために異なる広帯域光源を選択することができる。3層クラッド光ファイバ及びこれを用いる内視鏡に対する代表的な動作波長に対応する中心波長を有する光源が特に重要である。したがって、広帯域光源は、850nm、1060nm、1310nmまたは1550nmの中心波長を有することができる。内層クラッドの開口数を測定するため、3層クラッド光ファイバ402が、3層クラッド光ファイバ402の角方位が光源からの光に対して精密に制御され得るように、可回転ステージ404上で位置決めされる。光源406の出力は、結合ファイバ410及びコリメートレンズ408を用いて、3層クラッド試験ファイバ402の劈開された端に結合される。詳しくは、光源406の出力は3層クラッド試験ファイバ402の両内層クラッドに同時に結合される。3層クラッド試験ファイバ402の内層クラッドに結合される光は、コリメートレンズを通過した後は、実質的に平行光線になっている。3層クラッド試験ファイバ402の反対側の端は、3層クラッド試験ファイバ402を通る結合光のパワーが測定され得るように、光検出器412に結合される。3層クラッド試験ファイバ402は、3層クラッド試験ファイバ402が光源406からの光に対して調節されるように、ある範囲の入力角θiにわたって回転される。3層クラッド試験ファイバ402が回転されるにつれて、3層クラッド試験ファイバ402の内層クラッドを通して結合された光のパワーが光源406からの光の入力角θiの関数として測定される。3層クラッド試験ファイバの内層クラッドの複合開口数は光源からの光の特定の波長に対して半角、例えば、を用いて計算することができる。この計算を実施するため、初めにθ1及びθ2を決定するための閾レベルが設定される。例えば、閾レベルは、3層クラッド試験ファイバ402の内層クラッドを通して結合された光のピークパワーの25または5に設定することができる。したがって、θ1及び/またはθ2は、3層クラッド試験ファイバの2つの内層クラッドを通して結合される光のパワーがファイバを通して結合されるピークパワーまたは最大パワーの25になるまで3層クラッド試験ファイバ402を回転させることによって決定することができる。θ1及びθ2は光源の出力に対する3層クラッド試験ファイバの角方位から決定される。特定の閾パワーレベルに対し、内層クラッドの開口数は数式を用いて計算することができる。内層クラッドの複合開口数NAはいくつかの異なる波長に対して測定することができる。しかし、一般に、複合開口数は光ファイバを通して結合される光の波長に、若干でしかないが、依存する。図4に示される測定装置は、2つの内層クラッドの複合開口数を決定するために上の数式とともに用いることができる。測定したファイバ実施例表1に挙げられた3つのファイバ実施例の2つの内層クラッドの複合開口数は、上述の技法を用いて実験的に決定した。表1の開口数は2つのクラッドの総合開口数である。3層クラッド光ファイバは本明細書に説明した外付けプロセスを用いて作製した。3つの3層クラッド光ファイバの全てにおいて、コアは純石英ガラスで形成し、第1内層クラッド104は第1内層クラッドの屈折率を低めるために12重量のフッ素をドープした石英ガラスで形成した。第2内層クラッド105は純石英ガラスで形成した。すなわち、これらのファイバにおいては、n0=n2及びn1<n2である。これらのファイバ実施形態例において、コアは希土類ドーパントを含んでおらず、AlまたはFを含んでいない。外層クラッド106は、外層クラッドの屈折率を内層クラッドに対して低めるため、2重量のF及び5重量のB2O3をドープした石英ガラスで形成した。表1には、3つの実施例ファイバそれぞれについて、コア半径、第1内層クラッド半径、第2内層クラッド半径及び外層クラッド半径を挙げてある。表1に示される3層クラッド光ファイバの内層クラッドの複合開口数の5の強度閾における測定値は029より大きかった。3つの3層クラッド光ファイバ実施例について測定されたコアファイバカットオフ波長はそれぞれ、800nm、850nm及び1060nmより短波長であった。クラッド層に対するコアの相対屈折率は034と決定した。他の実施例図1A及び1Bに示される3層クラッド構造をもつ、モデル化された10例のファイバは、コア102,第1内層クラッド104,第2内層クラッド105及び外層クラッド106を有する。これらのファイバ例において、コア102は純シリカまたは、GeまたはAlのような屈折率上げドーパントがドープされた、シリカベースガラスである。第1内層クラッド104は屈折率n1<n0を有し、純石英ガラスまたは、FまたはBのような屈折率下げドーパントがドープされた、ガラスでつくられる。モデル化実施形態例における、第1内層クラッドに対するコアの代表的な相対屈折率ΔΔ0は01~2の範囲にある。コア半径r0は、例えば2~5μmの範囲にある。これらの実施形態において、第1内層クラッドの外半径r1は、コア内を導波される光のトンネリング損失を小さくすることが有益であるため、コア半径r0の5倍より大きい。これらの実施形態において、外層クラッドに対する第1内層クラッドの相対屈折率ΔΔ1は05~15の範囲にある。第2内層クラッド105は屈折率n2>n1を有する。これらの実施形態例において、第2内層クラッド105は純石英ガラスまたは、Ge,AlまたはTiのような、屈折率上げドーパントがドープされたガラスでつくられる。これらの実施形態例において、外層クラッド106は屈折率n3<n2を有する。表2A及び2Bの初めの8つのファイバ実施例において、外層クラッド106は,BまたはFのような屈折率下げドーパントのいずれかあるいはいずれもがドープされた、ガラスでつくられる。実施例9及び10において、外層クラッドはガス充満空孔を有する。外層クラッドに対する第2内層クラッドの相対屈折率ΔΔ2は025より大きいNAに対応する15より大きい。これらのファイバ実施形態例の代表的な総内層クラッド厚は25~500μmの間である。外層クラッド厚は10~50μmの間である。表2A及び2Bは3層クラッド光ファイバ例の組成及び対応する光学特性を示す。これらの光ファイバ例のそれぞれは、コア、第1内層クラッド、第2内層クラッド及び外層クラッドを有し、全てシリカベースガラスからなる。好ましくは、表2A及び2Bのファイバ実施例1~4及び6~8に示されるように、ファイバコアはAlを含んでおらず、したがって表2Aのファイバ例は1060nmから1700nmの動作波長範囲において非常に低い散乱損失及び、1dBkmより小さい、低損失を示すことに注意されたい。いくつかの実施形態において、コアの波長分散の絶対値は約800~1600nmの動作波長に対して120psnmkmより小さい。いくつかの実施形態において、コアの波長分散の絶対値は約1310~1550nmの動作波長に対して約18psnmkmより小さい。コアΔ及びコア半径は、コアカットオフ波長、モードフィールド径及び分散を変えるために調節することができる。実施例1~3はそれぞれ、034,026および02のコアΔ、及び、250μm,286μm及び330μmのコア半径r0を有する。実施例1~3の光ファイバは800nmの動作波長において単一モードである。ファイバ実施例1~3のモードフィールド径はそれぞれ、55μm,63μm及び72μmである。実施例1において、ファイバコア102は純シリカである。第1内層クラッド104は12のFがドープされている。コア102の相対屈折率ΔΔ0は034である。コア半径は25μmであり、ファイバコアは779nmにカットオフ波長を有する。ファイバコアは800nmの動作波長において単一モードである。第2内層クラッド105は純シリカである。すなわち、n2=n0である。外層クラッド106は、屈折率を純シリカに対して低めるために、2のF及び5のB2O3がドープされている。外層クラッドに対し、第1内層クラッド104及び第2内層クラッド105はそれぞれ、176及び21の相対屈折率Δを有し、これらはそれぞれ027及び03のNA値に対応する。ファイバは、実施例1の3層クラッド光ファイバが標準の125μm径光ファイバになるように、625μmの外層クラッド半径r3を有する。実施例2において、ファイバコア102は純シリカである。第1内層クラッド104は094のFがドープされている。コア102の相対屈折率ΔΔ0は026である。コア半径は286μmであり、ファイバコアは781nmにカットオフ波長を有する。第2内層クラッド105は、屈折率を高めるため、GeO2がドープされている。外層クラッド106は、屈折率を純シリカに対して低めるため、25のFがドープされている。このファイバ実施例において、第2内層クラッド105は325のGeO2がドープされ、Fドープ外層クラッドに対するNAが034になっている。外層クラッドに対し、第1内層クラッド104及び第2内層クラッド105はそれぞれ、044及び27の相対屈折率Δを有する。実施例3において、ファイバコア102は純シリカである。第1内層クラッド104は072のFがドープされている。コア102の相対屈折率ΔΔ0は02である。コア半径は33μmである。第2内層クラッド105は、屈折率を高めるため、325のGeO2がドープされている。外層クラッド106は、屈折率を純シリカに対して低めるため、F及びB2O3が共ドープされている。外層クラッドに対し、第1内層クラッド104及び第2内層クラッド105はそれぞれ、19及び41の相対屈折率Δと029及び042のNAを有する。実施例4において、コアは、屈折率を高めるため、55のGeO2がドープされている。第2内層クラッド105は、屈折率を高めるため、Al2O3がドープされ、F/B2O3共ドープ外層クラッドに対する第2内層クラッドのNAが036になっている。実施例1~4において、モードフィールド径は少なくとも55μmである。いくつかの用途に対しては、より高いコアNA及びより小さいMFDが望ましいことであり得る。ファイバ実施例5においては、コアに7のAl2O3をドープすることによって、コアNAが015高められている。コア102のMFDは、実施例1~4のMFDに対して45μmまで小さくされている。いくつかの用途に対しては625μmの標準ファイバ半径が望ましいが、いくつかの用途に対してはファイバ半径をより大きくして信号の取込効率をさらに高めることができる。実施例4~5において、半径r3はそれぞれ125μm及び200μmまで大きくされ、第2内層クラッド半径r2はそれぞれ110μm及び180μmである。実施例1~5において、動作波長は800nmである。他の動作波長も非線形光内視鏡用途に用いることができる。実施例6のファイバは1060nmの動作波長に対して設計されている。コアは、カットオフ波長が、1060nmにおいてファイバを単一モードにする、1021nmになるように設計されている。本ファイバの一利点は、800nmにおける実施例1~5のファイバよりも低い波長分散を1060nmにおいて有することである。分散値は-116psnmkmから-349psnmkmに低減される。さらに低い分散が必要であれば、材料分散が低くなる、1310nmの動作波長を用いることができる。実施例7はコアカットオフ波長が1295nmの単一モードコアを有するファイバである。本ファイバ実施例のファイバ波長分散は1310nmの動作波長においてほとんどゼロである。本ファイバを1550nmで用いると、分散は正であり、値は約17psnmkmである。コアΔを変え、コア寸法を小さくすることにより、1300nmと1600nmの間の他のいずれの波長においてもゼロ分散を有する3層クラッド光ファイバ100を設計できることに注意されたい。実施例8のファイバは、12のコアΔ及び228μmのコア半径を有する。本ファイバは1550nmにおいてほとんどゼロの分散を有する。本明細書で上に論じたように、内層クラッドの開口を大きくする一別法は、外層クラッド全体にわたる空孔分布を有する、空孔含有外層クラッドを形成することで外層クラッドの屈折率を低めることである。ファイバ9及び10は空孔を含む外層クラッドを有する3層クラッド光ファイバの2つの構成例である。ファイバ9は,外層クラッドの局所空孔面積が約25であるような、閉込ガスを含む小寸独立空孔の分布を有する、空孔含有外層クラッドを有する。これは外層クラッドの屈折率を低め、この結果、外層クラッドに対する第2内層クラッドの相対屈折率が117に高められ、第2内層クラッドの開口数が068まで大きくなる。さらに、本ファイバは1310nmの波長で動作するように設計されている。したがって、実施例9の3層クラッド光ファイバも動作波長においてほとんどゼロの分散を有する。ファイバ10においては、空孔含有外層クラッドが、外層クラッドの空気を含む局所空孔面積が90であるような、空気を含む大寸連続空孔の分布を有する。これは外層クラッドの屈折率を低め、この結果、外層クラッドに対する第2内層クラッドの相対屈折率が30に高められ、第2内層クラッドの開口数が10まで大きくなる。ファイバ9と同様に、ファイバ10は、3層クラッド光ファイバが動作波長においてほとんどゼロの分散を有するように、1310nmの波長で動作するように設計されている。図5は非線形光内視鏡の略図を示す。短パルスレーザが光学コンポーネントを用いて3層クラッドファイバのコアに結合される。ファイバコアは、良好なビーム品質を保証するため、ポンプ波長において単一モードであることが好ましい。レーザビームはファイバコアを通して標的に送られる。ビーム走査ユニットが標的の二次元領域にかけてレーザビームを走査する。レーザビームは2光子吸収過程により標的と相互作用し、生成された信号がファイバの両内層クラッドによって集められて光検出器に戻る。すなわち、ポンプ光はコア内を導波されて標的に送られ、標的との相互作用後の光信号は内層クラッドによって集光される。内層クラッドは、高い信号取込効率を可能にするため、大きな開口数及び大きな形状寸法を有することが好ましい。第2内層クラッドの大きなNAは検出器に戻る信号の高取込効率を与えるから有利である。信号は、画像を形成するため、コンピュータによって解析される。図5は一例の非線形光内視鏡500の略図である。本明細書に示され、説明される3層クラッド光ファイバの内層クラッドの比較的大きい開口数が、そのようなファイバをそのような非線形光内視鏡とともに用いるに、特に内視鏡が標的材料から画像またはスペクトルを生成するために2光子過程または多光子過程を用いる場合に、特に良く適するものとする。非線形光内視鏡500は一般に、光源508,本明細書に説明されるような、コア、2つの内層クラッド及び外層クラッドを有する3層クラッド光ファイバ502,ビーム走査ユニット512及び光検出器514を備える。3層クラッド構造におけるコアは純石英ガラスまたは最小ドーパントレベルでドープされたガラスで作製されることが好ましく、これにより線形及び非線形の蛍光が低減され、よって背景雑音が低減される。第2内層クラッドは大きな開口数を有し、これにより信号の高効率集光が可能になる。さらに、ファイバ構造はOVDのような従来のファイバ作製プロセスに適合し、低コストでの作製が容易である。光源508には短パルスレーザ源のようなレーザ源を含めることができる。光源508の出力は、光学コンポーネント510により、3層クラッド光ファイバ502の第1の末端において3層クラッド光ファイバ502のコアに結合させることができる。光学コンポーネントには、レンズ、コリメートレンズ、ミラー等を含めることができる。3層クラッド光ファイバは、本明細書でさらに論じられるように、3層クラッド光ファイバ502の両内層クラッドを光検出器514に光結合させる、光結合器535を通過することができる。3層クラッド光ファイバ502の第2の末端において、ビーム走査ユニット512を3層クラッド光ファイバ502に結合させることができる。ビーム走査ユニット512は、光源508からの出力を標的522にかけて走査できるように、2方向で3層クラッド光ファイバ502の位置を定めるようにはたらくことができる。一実施形態において、ビーム走査ユニット512は、2方向で3層クラッド光ファイバ502の位置を定め、よって標的522にかけて光源508の出力の所望の走査パターンを達成する、圧電アクチュエータを備える。非線形光内視鏡500は、3層クラッド光ファイバ502を出る光源からの出力がレンズを通過して標的522上に集束されるように、ビーム走査ユニット512に配された1つ以上のレンズも備えることができる。同じレンズが3層クラッド光ファイバ502の第1内層クラッド及び第2内層クラッドに標的から放射される光を集束させるためにはたらくこともできる。一実施形態において、3層クラッド光ファイバ502を出る光源からの出力を集束させるためのレンズは、ビーム走査ユニット512と標的522の間に配置することができる。光検出器514は、3層クラッド光ファイバの第1内層クラッド及び第2内層クラッドに沿って伝搬している光信号、特に標的から放射されて2つの内層クラッドに集光された光信号が光検出器によって受け取られるように、光結合器535を介して2つの内層クラッドに光結合させることができる。伝送ファイバ530が光結合器535を光検出器514に接続する。さらに詳しくは、光結合器は3層クラッド光ファイバ502の内層クラッド内を伝搬している光を、その光を光検出器に伝送する、伝送ファイバ530に結合させる。一実施形態において、光検出器は内層クラッドに沿って伝搬している光信号に応答し、対応する電気出力信号を生成して、光検出器から受け取った出力信号に基づいて画像を形成するか、さもなければ光検出器から受け取った出力信号を解析するようにプログラムされたコンピュータ516に送る。別の実施形態において、光検出器514は、内層クラッドに沿って伝搬している光信号から導かれる分光学的情報を表すことができる出力信号を生成する、分光計及び/または画像形成装置を備えることができる。いずれの実施形態においても、光検出器の出力は標的の特性を決定するため、例えば、標的から放射される光に基づいて標的の画像を形成するため、または蛍光過程の結果として標的から放射される様々な波長の強度を表すことができるスペクトログラムを生成するために、用いることができる。動作において、非線形光内視鏡の光源508が、光学コンポーネント510を用いて3層クラッド光ファイバ502のコアに結合される光パルスを発生する。光パルスは3層クラッド光ファイバ502に沿って伝搬され、ビーム走査ユニット512の近くで3層クラッド光ファイバの第2の末端を出る。ビーム走査ユニット512は、3層光ファイバ602を出る光パルスが標的522に沿って走査されるように、3層クラッド光ファイバの位置を定めるために用いることができる。光パルスが3層クラッド光ファイバを出て標的522に入射すると、標的は蛍光を発し、光信号520を放射することができる。標的522によって放射された光信号520は3層クラッド光ファイバ502に、特に3層クラッド光ファイバの2つの内層クラッドに、戻って集光される。第2内層クラッドの大きな開口数により、3層クラッド光ファイバは大きな発散角にかけて光信号520を集光することができ、したがって、3層クラッド光ファイバの光信号集光効率を向上させることができる。標的により放射された光信号520が2つの内層クラッドに集光された後、光信号は内層クラッド内を3層クラッド光ファイバ502に沿って伝搬して戻り、光結合器535によって転流され、伝送ファイバ530を介して光検出器514に向かう。光検出器514は光信号520を、さらに標的を分析及び/または画像化するために用いることができる、電気信号に変換する。本明細書に示され、説明される3層クラッド光ファイバの様々な実施形態及び構成により、約025より大きい開口数を有する3層クラッド光ファイバを得られることが今では理解されるはずである。さらに、本明細書に示され、説明されるいくつかの実施形態及び構成により、約025より大きい開口数を有するだけでなく、低波長分散を有する、3層クラッド光ファイバを得ることができる。本明細書に示され、説明される3層クラッド光ファイバの光学特性、特に3層クラッド光ファイバの内層クラッドの大きな開口数により、3層クラッド光ファイバの光学特性が光学内視鏡、特に標的の画像化及び/または分析を行うために2光子過程または多光子過程を利用する、非線形光内視鏡への組込みに十分適するものとなる。特に、本明細書に示され、説明されるような3層クラッド光ファイバの使用により、非線形光内視鏡の光信号集光効率が向上し、この結果、非線形光内視鏡によって生成される画像の品質が向上し、また非線形光内視鏡によって集光される光信号から導かれるデータの品質も向上し得る。本明細書に説明される光ファイバの少なくともいくつかの実施形態の利点の1つは、ファイバコアが比較的低い上げドーパントレベルを有することができるが、それでもファイバが内層クラッドにおいて高い集光効率を有するであろうということである。本発明の精神及び範囲を逸脱することなく本発明に様々な改変及び変形がなされ得ることが当業者には明らかであろう。したがって、本発明の改変及び変形が添付される特許請求項及びそれらの等価形態の範囲内に入れば、本発明はそのような改変及び変形を包含するとされる。"