光ファイバ構造体
【課題】簡易な構成の光ファイバ構造体からビーム径の異なる光ビームを射出する。
【解決手段】４本の光ファイバ１０の出射端がライン状に配置されている第1光ファイバアレイ１１０と、４本の光ファイバ２０の出射端がライン状に配置されている第２光ファイバアレイ１２０とが重ね合わされている。例えば、第１ファイバアレイ１１０は、４本のＶ溝１１２を有するＶ溝基板１１１と、該Ｖ溝基板１１１へ端部が固定された４本の光ファイバ１０とからなり、第２ファイバアレイ１２０は、４本のＶ溝１２２を有するＶ溝基板１２１と、該Ｖ溝基板１２１へ端部が固定された４本の光ファイバ２０とからなる。光ファイバ１０は、コア１２およびクラッド１４から構成されるマルチモードファイバであり、コア径は６０μｍ、ファイバ外形は８０μｍである。光ファイバ２０は、コア２２およびクラッド２４から構成されるマルチモードファイバであり、コア径は１０５μｍ、ファイバ外形は１２５μｍである。
【解決手段】４本の光ファイバ１０の出射端がライン状に配置されている第1光ファイバアレイ１１０と、４本の光ファイバ２０の出射端がライン状に配置されている第２光ファイバアレイ１２０とが重ね合わされている。例えば、第１ファイバアレイ１１０は、４本のＶ溝１１２を有するＶ溝基板１１１と、該Ｖ溝基板１１１へ端部が固定された４本の光ファイバ１０とからなり、第２ファイバアレイ１２０は、４本のＶ溝１２２を有するＶ溝基板１２１と、該Ｖ溝基板１２１へ端部が固定された４本の光ファイバ２０とからなる。光ファイバ１０は、コア１２およびクラッド１４から構成されるマルチモードファイバであり、コア径は６０μｍ、ファイバ外形は８０μｍである。光ファイバ２０は、コア２２およびクラッド２４から構成されるマルチモードファイバであり、コア径は１０５μｍ、ファイバ外形は１２５μｍである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本のマルチモードの光ファイバからなる光ファイバアレイを複数個重ね合わせた光ファイバ構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、印刷分野あるいは加工分野において、レーザ光が使用されている。例えば、特許文献１に記載されているような印刷ブロックの製造分野などにおいても、レーザ光を用いて版材加工が行われている。近年、半導体レーザの高出力化が実現され、高出力半導体レーザから出力される高出力レーザ光を、ファイバを介して伝送して出力する光ファイバ構造体が知られている。また、このような加工に使用される光ファイバ構造体では、加工効率を向上するために、複数本の光ファイバの一端をライン状あるいはブロック丈に固定した多芯型の光ファイバ構造体の開発が進められている。
【特許文献１】特許３５５６２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に記載されているような版板加工にレーザ光を使用する場合等には、種々の加工条件が存在するため、レーザ光のビーム径が細い方が望ましい場合と、レーザ光のビーム径が太い方が望ましい場合とがある。例えば、高精細な加工を行う場合であればレーザ光のビーム径は細い方が望ましいし、ベタ加工を行うような場合にはレーザ光のビーム径は太い方がのぞましい。しかしながら従来使用されている多芯型の光ファイバ構造体では、同一の光ファイバが複数本使用されているため、レーザ光のビーム径は同一であり、加工条件に合わせてビーム径を変更できないという問題がある。また、光ファイバ構造体の後段に特殊な光学系を設けて、レーザ光のビーム径を変更する装置も知られているが、このような場合には後段の光学系が複雑になるという問題がある。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、ビーム径の異なる光ビームを射出することのできる光ファイバ構造体を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の光ファイバ構造体は、
複数本の光ファイバの出射端がライン状に配置されている第1の光ファイバアレイと、複数本の光ファイバの出射端がライン状に配置されている第２の光ファイバアレイとを重ね合わせた光ファイバ構造体であって、
前記光ファイバの一部が、出射端から第１のビーム径の光ビームが射出せしめられる第１の光ファイバであり、前記光ファイバの他の一部が出射端から前記第１のビーム径とは異なる第２のビーム径の光ビームが射出せしめられる第２の光ファイバであることを特徴とするものである。
【０００６】
なお、「前記光ファイバの一部が、出射端から第１のビーム径の光ビームが射出せしめられる第１の光ファイバである」とは、光ファイバの中に、少なくとも1本以上の第1の光ファイバが存在することを意味し、「前記光ファイバの他の一部が出射端から前記第１のビーム径とは異なる第２のビーム径の光ビームが射出せしめられる第２の光ファイバである」とは、光ファイバの中に、少なくとも1本以上の第２の光ファイバが存在することを意味している。
【０００７】
また、前記第１の光ファイバアレイが複数本の第１の光ファイバが配置されたものであれば、前記第２の光ファイバアレイは複数本の第２の光ファイバが配置されたものであってもよい。
【０００８】
あるいは、前記第１の光ファイバアレイおよび第２の光ファイバアレイは、それぞれ前記第１の光ファイバと第２の光ファイバとが配置され、前記第２の光ファイバアレイにおける光ファイバの配置が、前記第１の光ファイバアレイにおける光ファイバの配置と逆配置となるように各光ファイバが配置されたものであってもよい。
【０００９】
なお、「第２の光ファイバアレイにおける光ファイバの配置が、第１の光ファイバアレイにおける光ファイバの配置と逆配置となる」とは、第２の光ファイバアレイを上下逆さまにした場合に、その光ファイバの配置が第１の光ファイバアレイにおける光ファイバの配置と等しくなることを意味している。
【００１０】
前記第１の光ファイバアレイが、該光ファイバアレイの半分に第１の光ファイバが配置され、他の半分に第２の光ファイバが配置されたものであれば、前記第２の光ファイバアレイは、該光ファイバアレイの半分に第２の光ファイバが配置され、他の半分に第１の光ファイバが配置されたものであってもよい。
前記第１の光ファイバアレイが、第１の光ファイバと第２の光ファイバとが一本ずつ交互に配置されたものであれば、前記第２の光ファイバアレイが、第２の光ファイバと第１の光ファイバとが１本ずつ交互に配置されたものであってもよい。
【００１１】
前記第１の光ファイバアレイに配置された第１または第２の光ファイバと前記第２の光ファイバアレイに配置された第２または第1の光ファイバとは、相対しているものであってもよい。
【００１２】
なお、ここで「第１の光ファイバアレイに配置された第１または第２の光ファイバと前記第２の光ファイバアレイに配置された第２または第1の光ファイバとが相対」するとは、第１の光ファイバアレイに配置された第１の光ファイバと前記第２の光ファイバアレイに配置された第２の光ファイバ、または第１の光ファイバアレイに配置された第２の光ファイバと前記第２の光ファイバアレイに配置された前記第１の光ファイバとが、光ファイバアレイの延直方向と略垂直な方向において直線状に並んでいることを意味している。なお、第１の光ファイバと第２の光ファイバとは直接接触していてもよいし、あるいは間に押え板などが配置されていてもよい。
【００１３】
また、前記第１の光ファイバおよび第２の光ファイバは、発光点が出射端に位置し、前記第１の光ファイバの出射端におけるコア径と、前記第２の光ファイバの出射端におけるコア径とが異なるものであってもよい。
【００１４】
あるいは前記第１の光ファイバは、発光点が出射端に位置し、前記第２の光ファイバは、発光点が出射端より内側に位置するものであってもよい。
前記第２の光ファイバは、所定のコア径のコアを有する主光ファイバと、該主光ファイバのコア径よりも大きいコア径のコアを有する補助光ファイバとが接続されたものであり、前記発光点が前記主光ファイバと前記補助光ファイバとの接続点に位置するものであってもよい。
【００１５】
前記主光ファイバのコア径が前記第１のファイバのコア径と等しく、前記第１の光ファイバから出射される光の広がり角と前記第２の光ファイバから出射される光の広がり角とが等しいものであってもよい。
【００１６】
本発明の光ファイバ構造体は、その出射端面に端面保護用透明部材がオプティカルコンタクトにより接合されているものであってもよい。
【００１７】
この端面保護用透明部材の出力側には反射防止膜が設けられていてもよい。
また、光ファイバから射出される光の出力が１Ｗ以上であってもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の光ファイバ構造体は、複数本の光ファイバの出射端がライン状に配置されている第1の光ファイバアレイと、複数本の光ファイバの出射端がライン状に配置されている第２の光ファイバアレイとを重ね合わせた光ファイバ構造体であって、前記光ファイバの一部が、出射端から第１のビーム径の光ビームが射出せしめられる第１の光ファイバであり、前記光ファイバの他の一部が出射端から前記第１のビーム径とは異なる第２のビーム径の光ビームが射出せしめられる第２の光ファイバであるため、従来必要であった複雑な光学系等を設けることなく、簡易な構成で、ひとつの光ファイバ構造体から異なるビーム径を有する光ビームを射出することができる。
【００１９】
また、前記第１の光ファイバアレイが複数本の第１の光ファイバが配置されたものであり、前記第２の光ファイバアレイは複数本の第２の光ファイバが配置されたものであれば、第1の光ファイバから射出される光ビームを使用したい場合には第１の光ファイバアレイを用い、第２の光ファイバから射出される光ビームを使用したい場合には第２の光ファイバアレイを用いればよく、光ファイバ構造体の利便性が向上する。
【００２０】
前記第１の光ファイバアレイおよび第２の光ファイバアレイが、それぞれ前記第１の光ファイバと第２の光ファイバとが配置され、第２の光ファイバアレイにおける光ファイバの配置が、第１の光ファイバアレイにおける光ファイバの配置と逆配置となるように各光ファイバが配置されたものであれば、同じ配置のファイバアレイを２つ作製し、ひとつのファイバアレイはそのまま、他のひとつのファイバアレイは上下を逆さにして重ね合わせることにより、光ファイバ構造体を作製することができるので、簡易かつ安価に光ファイバ構造体を作製することができる。
【００２１】
前記第１の光ファイバアレイが、該光ファイバアレイの半分に第１の光ファイバが配置され、他の半分に第２の光ファイバが配置されたものであれば、前記第２の光ファイバアレイは、該光ファイバアレイの半分に第２の光ファイバが配置され、他の半分に第１の光ファイバが配置されたものであった場合には、第1の光ファイバと第２の光ファイバとの外径が異なれば、第１のファイバアレイの高低と、第２のファイバアレイの高低とが反対になるため、第１ファイバアレイと第２ファイバアレイとを重ね合わせる際の位置合わせが容易になるという効果がある。
【００２２】
前記第１の光ファイバアレイが、第１の光ファイバと第２の光ファイバとが一本ずつ交互に配置されたものであり、前記第２の光ファイバアレイが、第２の光ファイバと第１の光ファイバとが１本ずつ交互に配置されたものであれば、第1の光ファイバと第２の光ファイバとの外径が異なれば、第１のファイバアレイの凹凸と、第２のファイバアレイの凹凸とが反対になるため、第１ファイバアレイと第２ファイバアレイとを重ね合わせる際の位置合わせがより容易になるという効果がある。
【００２３】
前記第１の光ファイバアレイに配置された第１または第２の光ファイバと前記第２の光ファイバアレイに配置された第２または第1の光ファイバとが、相対しているものであれば、例えば印刷加工などにおいて一画素に対して、第1の光ファイバまたは第２の光ファイバが対応可能であり、光ファイバ構造体の使い勝手が向上する。
【００２４】
また、前記第１の光ファイバおよび第２の光ファイバは、発光点が出射端に位置し、前記第１の光ファイバの出射端におけるコア径と、前記第２の光ファイバの出射端におけるコア径とが異なるものであれば、通常のコア径の異なる光ファイバを使用することができ、安価に光ファイバ構造体を製造することができる。
【００２５】
また、前記第１の光ファイバは、発光点が出射端に位置し、前記第２の光ファイバは、発光点が出射端より内側に位置するものであれば、第２の光ファイバの発光点の位置を調整することにより、任意の太さのビーム径を有する光ビームを、第２の光ファイバから射出させることができる。
前記第２の光ファイバが、所定のコア径のコアを有する主光ファイバと、該主光ファイバのコア径よりも大きいコア径のコアを有する補助光ファイバとが接続されたものであり、前記発光点が前記主光ファイバと前記補助光ファイバとの接続点に位置するものであれば、補助光ファイバの長さを調整することにより、任意の太さのビーム径を有する光ビームを、第２の光ファイバから射出させることができる。
【００２６】
前記主光ファイバのコア径が前記第１のファイバのコア径と等しく、前記第１の光ファイバから出射される光の広がり角と前記第２の光ファイバから出射される光の広がり角とが等しいものであれば、光ファイバ構造体へ接続する光学系を簡易な構成とすることができる。また第１の光ファイバから射出される光ビームの焦点位置と第２の光ファイバから射出される光ビームの焦点位置とを簡易な構成で異なるものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図面を参照して、本発明に係る第１の実施形態である光ファイバ構造体について説明する。図１は光ファイバ構造体１００の概略構成図である。
【００２８】
図１に示すように、光ファイバ構造体１００は、４本のＶ溝１１２を有するＶ溝基板１１１と、該Ｖ溝基板１１１へ端部が固定された４本の光ファイバ１０とからなる第１ファイバアレイ１１０と、４本のＶ溝１２２を有するＶ溝基板１２１と、該Ｖ溝基板１２１へ端部が固定された４本の光ファイバ２０とからなる第２ファイバアレイ１２０と、押え板１３０とから構成されている。第１ファイバアレイ１１０と第２ファイバアレイ１２０とは、押え板１３０を挟んで、光ファイバ１０と光ファイバ２０とが相対するように重ね合わされ、固定されている。
【００２９】
光ファイバ１０は、図２に示すように、コア１２およびクラッド１４から構成されるマルチモードファイバであり、コア径は６０μｍ、ファイバ外形は８０μｍである。光ファイバ１０の出射端１１ａには、研磨されているコア端面１３ａが露出している。光ファイバ１０の出射端１１ａから、光ファイバ１０内を伝播した光ビームＢ１が出射する場合には、出射端１１ａにおけるビーム径Ｌ１はコア径と等しく、６０μｍとなる。４本の光ファイバ１０は、図３に示すように、各光ファイバ１０の出射端１１ａが、Ｖ溝基板１１１の各Ｖ溝１１２の端部でライン状に並ぶように、Ｖ溝基板１１１の各Ｖ溝１１２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。
【００３０】
光ファイバ２０は、図４に示すように、コア２２およびクラッド２４から構成されるマルチモードファイバであり、コア径は１０５μｍ、ファイバ外形は１２５μｍである。光ファイバ２０の出射端２１ａには、研磨されているコア端面２３ａが露出している。光ファイバ２０の出射端２１ａから、光ファイバ２０内を伝播した光ビームＢ２が出射する場合には、出射端２１ａにおけるビーム径Ｌ２はコア径と等しく、１０５μｍとなる。４本の光ファイバ２０は、図５に示すように、各光ファイバ２０の出射端２１ａが、Ｖ溝基板１２１の各Ｖ溝１２２の端部で、ライン状に並ぶように、Ｖ溝基板１２１の各Ｖ溝１２２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。
【００３１】
光ファイバ構造体１００は、例えばレーザ光により版板加工を行う際の光ヘッドとして使用することができる。このような場合には、各光ファイバ１０および各光ファイバ２０の出射端とは反対側の入射端には、それぞれ不図示の出力１０Ｗの高出力半導体レーザが接続される。また、光ファイバ構造体１００と版板との間に、光ファイバ構造体１００から出射された光ビームを版板上へ集光する不図示の光学系が配置される。光ファイバ構造体１００と版板との位置関係を図１における上下方向へずらしながら、所望の光ファイバへ接続されている高出力半導体レーザからレーザ光を射出させることにより、レーザ光による版板加工を行うことができる。
【００３２】
上述したように、光ファイバ１０の出射端１１ａから射出される光ビームＢ１の出射端１１ａにおけるビーム径Ｌ１は、光ファイバ１０のコア径と等しい６０μｍとなり、光ファイバ２０から射出される光ビームＢ２の出射端２１ａにおけるビーム径Ｌ２は、光ファイバ２０のコア径と等しい１０５μｍとなる。このため、光ファイバ構造体１００を用いることにより、簡易な構成で、ビーム径の異なる光ビームを射出することができ、例えば、高精細な加工を行う等、ビーム径の細い光ビームの使用が望ましい場合には、光ファイバ１０から射出される光ビームを用い、ベタ加工を行う等、ビーム径の太い光ビームの使用が望ましい場合には、光ファイバ２０から射出される光ビームを用いることができる。
【００３３】
また、光ファイバ１０と光ファイバ２０とが、相対しているため、例えば印刷加工などにおいて一画素に対して、ビーム径の異なる光ビームを射出することができ光ファイバ構造体１００の使い勝手が向上する。
【００３４】
なお、本実施の形態の変形例である光ファイバ構造体１４０を図６Ａに示す。光ファイバ１０と光ファイバ２０とが、光ファイバアレイの延直方向と垂直な方向へ並ぶ必要がない場合であれば光ファイバ構造体１４０のように、光ファイバ１０と光ファイバ２０とが最密に並ぶように配置することにより、光ファイバ構造体を小型化できる。
【００３５】
次に、本発明に係る第２の実施形態である光ファイバ構造体について説明する。図６Ｂは光ファイバ構造体１５０の概略構成図である。なお、光ファイバ構造体１５０は、端面保護用の透明部材１６０が出射端面の配置されている点を除けば、図１に示す光ファイバ構造体１００と同様の構成であるため、同一部分には同番号を付し、説明を省略する。
【００３６】
図６に示すように、光ファイバ構造体１５０は、Ｖ溝基板１１１と、該Ｖ溝基板１１へ端部が固定された4本の光ファイバ１０とからなる第１ファイバアレイ１１０と、Ｖ溝基板１２１と、該Ｖ溝基板１２１へ端部が固定された4本の光ファイバ２０とからなる第２ファイバアレイ１２０と、押え板１３０と、各光ファイバ１０の出射端１１ａおよび光ファイバ２０の出射端２１ａとオプティカルコンタクトにより接合されている端面保護用の透明部材１６０とから構成されている。
【００３７】
透明部材１６０は、石英からなる長方形状の板であり、光ファイバの出射端と接する面１６１ａと逆側の面１６１ｂには、反射防止膜１６２がコーティングされている。
【００３８】
このように、端面保護用の透明部材１６０を各光ファイバの出射端へオプティカルコンタクトさせることにより、各光ファイバの出射端から射出された光ビームは、透明部材１６０を透過して、該透明部材１６０の面１６１ｂから外部へ射出される。光ファイバの出射端は透明部材で覆われているため、ごみ等による光ファイバの出射端の焼け付きを防止することができる。
【００３９】
また、光ビームが透明部材１６０を透過する際にビーム径が広がるため、透明部材１６０を配置していない場合にくらべ、大気中に光ビームが射出される箇所、本実施形態では面１６１ｂ、における光密度が低下する。このため、透明部材１６０の面１６１ｂにおける焼け付きも防止され、さらに、透明部材１６０の面１６１ｂにコーティングされた反射防止膜１６２が損傷することも防止される。透明部材１６０を用いることにより、光ビームの出射面からの戻り光も減少するため、光ファイバの入射端に接続されているレーザの損傷も防止することができる。
【００４０】
なお、図６Ａに示す光ファイバ構造体１４０も、光ビームの出射端へ透明基板１６０を備えるように変形してもよい。
【００４１】
次に、本発明に係る第３実施形態である光ファイバ構造体について説明する。図７は光ファイバ構造体２００の概略構成図である。なお、図１に示す光ファイバ構造体１００と同一部分には同番号を付し、説明を省略する
図７に示すように、光ファイバ構造体２００は、４本のＶ溝２１２を有するＶ溝基板２１１と、該Ｖ溝基板２１１へ端部が固定されている２本の光ファイバ１０と２本の光ファイバ２０からなる第１ファイバアレイ２１０と、４本のＶ溝２２２を有するＶ溝基板２２１と、該Ｖ溝基板２２１へ端部が固定されている２本の光ファイバ１０と２本の光ファイバ２０とからなる第２ファイバアレイ２２０とから構成されている。第１ファイバアレイ２１０と第２ファイバアレイ２２０とは、光ファイバ１０と光ファイバ２０とが相対するように重ね合わされ、固定されている。なお、第１ファイバアレイ２１０においては、図７における左側から、まず２本の光ファイバアレイ１０が配置され、次に２本の光ファイバアレイ２０が配置されている。一方、第２ファイバアレイ２２０においては、図７における左側から、まず２本の光ファイバアレイ２０が配置され、次に２本の光ファイバアレイ１０が配置されている。すなわち、第１ファイバアレイ２１０と第２ファイバアレイ２２０とでは、光ファイバの配置が逆配置となっている。
【００４２】
第２ファイバアレイ２２０では、図８に示すように、２本の光ファイバ１０と２本の光ファイバ２０は、各光ファイバの出射端が、Ｖ溝基板２２１の各Ｖ溝２２２の端部でライン状に並ぶように、Ｖ溝基板２２１の各Ｖ溝２２２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。
【００４３】
また、図８は、図７に示す第１ファイバアレイ２１０の上下方向を逆にしたものでもあり、２本の光ファイバ１０と２本の光ファイバ２０は、各光ファイバの出射端が、Ｖ溝基板２１１の各Ｖ溝２１２の端部でライン状に並ぶように、Ｖ溝基板２１１の各Ｖ溝２１２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。すなわち、第1ファイバアレイ２１０と第２ファイバアレイ２２０とは、同一構成を有するアレイである。
【００４４】
光ファイバ構造体２００は、光ファイバ構造体１００と同様に、例えばレーザ光により版板加工を行う際の光ヘッドとして使用することができる。また光ファイバ構造体１００と同様の効果に加え、同じ構成を有するファイバアレイを２つ作製して重ね合わせればよいため、光ファイバ構造体２００の製造が容易かつ安価となる効果を有する。さらに、光ファイバ１０と光ファイバ２０との外径が異なるため、第１ファイバアレイ２１０のＶ溝基板と逆側の高低と第２ファイバアレイ３２０Ｖ溝基板と逆側の高低とが反対になるため、第１ファイバアレイと第２ファイバアレイとを重ね合わせる際の位置合わせが容易になるという効果も得られる。
【００４５】
さらに、第１ファイバアレイと第２ファイバアレイとを重ね合わせる際の位置合わせが容易になるという効果も得られる。
【００４６】
なお、本実施の形態の変形例である光ファイバ構造体２４０を図９Ａに示す。光ファイバ１０と光ファイバ２０とが、光ファイバアレイの延直方向と垂直な方向へ並ぶ必要がない場合であれば光ファイバ構造体２４０のように、光ファイバ１０と光ファイバ２０とが最密に並ぶように配置することにより、光ファイバ構造体を小型化できる。
【００４７】
次に、本発明に係る第４の実施形態である光ファイバ構造体２５０の概略構成図を図９Ｂに示す。なお、光ファイバ構造体２５０は、図７に示す光ファイバ構造体２００の出射端面へ図６に示す端面保護用の透明部材１６０をオプティカルコンタクトさせたものであり、透明部材１６０の作用および効果は、図６に示す光ファイバ構造体１５０とほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００４８】
次に、本発明に係る第５実施形態である光ファイバ構造体について説明する。図１０は光ファイバ構造体３００の概略構成図である。なお、図１に示す光ファイバ構造体１００と同一部分には同番号を付し、説明を省略する
図１０に示すように、光ファイバ構造体３００は、４本のＶ溝３１２を有するＶ溝基板３１１と、交互に配置され、Ｖ溝基板２１１へ端部が固定されている２本の光ファイバ１０と２本の光ファイバ２０からなる第１ファイバアレイ３１０と、４本のＶ溝３２２を有するＶ溝基板３２１と、交互に配置され、Ｖ溝基板３２１へ端部が固定されている２本の光ファイバ１０と２本の光ファイバ２０とからなる第２ファイバアレイ３２０とから構成されている。また、第１ファイバアレイ３１０と第２ファイバアレイ３２０とは、光ファイバ１０と光ファイバ２０とが相対するように重ね合わされ、固定されている。なお、第１ファイバアレイ３１０においては、図１０における左側から、光ファイバアレイ２０、光ファイバアレイ１０、光ファイバアレイ２０、光ファイバアレイ１０の順番で配置されている。一方、第２ファイバアレイ３２０においては、図７における左側から、光ファイバアレイ２０、光ファイバアレイ１０、光ファイバアレイ２０、光ファイバアレイ１０の順番で配置されている。すなわち、第１ファイバアレイ３１０と第２ファイバアレイ３２０とでは、光ファイバの配置が逆配置となっている。
【００４９】
第２ファイバアレイ３２０では、図１１に示すように、２本の光ファイバ１０と２本の光ファイバ２０は、各光ファイバの出射端が、Ｖ溝基板３２１の各Ｖ溝３２２の端部でライン状に並ぶように、Ｖ溝基板３２１の各Ｖ溝３２２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。
【００５０】
また、図１１は、図１０に示す第１ファイバアレイ３１０の上下方向を逆にしたものでもあり、２本の光ファイバ１０と２本の光ファイバ２０は、各光ファイバの出射端が、Ｖ溝基板３１１の各Ｖ溝３１２の端部でライン状に並ぶように、Ｖ溝基板３１１の各Ｖ溝３１２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。すなわち、第1ファイバアレイ３１０と第２ファイバアレイ３２０とは、同一構成を有するアレイである。
【００５１】
光ファイバ構造体３００は、光ファイバ構造体１００と同様に、例えばレーザ光により版板加工を行う際の光ヘッドとして使用することができる。また光ファイバ構造体１００と同様の効果に加え、同じ構成を有するファイバアレイを２つ作製して重ね合わせればよいため、光ファイバ構造体３００の製造が容易となる効果を有する。さらに、光ファイバ１０と光ファイバ２０との外径が異なるため、第１ファイバアレイ３１０のＶ溝基板と逆側の凹凸と第２ファイバアレイ３２０Ｖ溝基板と逆側の凹凸とが反対になるため、第１ファイバアレイと第２ファイバアレイとを重ね合わせる際の位置合わせが容易になるという効果も得られる。また、例えばベタ加工等を行うため、多数本のビーム径の太い光ビームで加工を行う際には、光ファイバ４０同士の接触部が少ないため、光ファイバの端面の熱による損傷を防止することができる。
【００５２】
なお、各光ファイバを1本ずつ交互に配置したが、配置する光ファイバの本数が多い倍には、複数本ずつ、例えば２本ずつ、あるいは３本ずつ交互に配置してもよい。
【００５３】
次に、本発明に係る第６の実施形態である光ファイバ構造体３５０の概略構成図を図１２に示す。なお、光ファイバ構造体３５０は、図１０に示す光ファイバ構造体３００の出射端面へ図６に示す端面保護用の透明部材１６０をオプティカルコンタクトさせたものであり、透明部材１６０の作用および効果は、図６に示す光ファイバ構造体１５０とほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５４】
次に、本発明に係る第７実施形態である光ファイバ構造体について説明する。図１３は光ファイバ構造体４００の概略構成図である。
【００５５】
図１３に示すように、光ファイバ構造体４００は、４本のＶ溝４１２を有するＶ溝基板４１１と、該Ｖ溝基板４１１へ端部が固定された４本の光ファイバ３０とからなる第１ファイバアレイ４１０と、４本のＶ溝４２２を有するＶ溝基板４２１と、該Ｖ溝基板４２１へ端部が固定された４本の光ファイバ４０とからなる第２ファイバアレイ４２０と、押え板４３０とから構成されている。第１ファイバアレイ４１０と第２ファイバアレイ４２０とは、押え板４３０を挟んで、光ファイバ３０と光ファイバ４０とが相対するように重ね合わされ、固定されている。
【００５６】
光ファイバ３０は、図１４に示すように、コア３２およびクラッド３４から構成されるマルチモードファイバであり、コア径は６０μｍ、ファイバ外形は１２５μｍである。光ファイ３０の出射端３１ａには、研磨されているコア端面３３ａが露出している。光ファイバ３０の出射端３１ａから、光ファイバ３０内を伝播した光ビームＢ３が出射する場合には、出射端３１ａにおけるビーム径Ｌ３はコア径と等しく、６０μｍとなる。なお、光ビームＢ３の発光点は、この光ファイバ３０の出射端３１ａとなる。４本の光ファイバ３０は、図１５に示すように、各光ファイバ３０の出射端３１ａが、Ｖ溝基板３１１の各Ｖ溝３１２の端部でライン状に並ぶように、Ｖ溝基板３１１の各Ｖ溝３１２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。
【００５７】
光ファイバ４０は、図１６に示すように、主光ファイバ５０と、この主光ファイバ５０の先端に接続されている補助光ファイバ６０とから構成されている。主光ファイバ５０は、コア５２およびクラッド５４から構成されるマルチモードファイバであり、コア径は６０μｍ、ファイバ外形は１２５μｍである。補助光ファイバ６０は、コア６２およびクラッド６４から構成されるマルチモードファイバであり、コア径は１０５μｍ、ファイバ外形は１２５μｍである。また補助光ファイバ６０の長さは１０μｍ〜２ｍｍの範囲で、適宜選択されている。補助光ファイバ６０の出射端６１ａには、研磨されているコア端面６３ａが露出している。主光ファイバ５０の出射端５１ａと補助光ファイバ６０の入射端６１ｂとは融着接続されている。
【００５８】
図１６に示すように、主光ファイバ５０内を伝播した光ビームＢ４は、主光ファイバ５０の出射端５１ａにおいて、コア端面５３ａから射出され、補助光ファイバ６０のコア６２へ入射する。なお、補助光ファイバ６０の長さが短く、またそのコア径が１２５μｍであり、主光ファイバ５０のコア径（６０μｍ）に比べて大きいため、主光ファイバ５０から射出された光ビームＢ４は、補助光ファイバ６０内で反射することなく、補助光ファイバ６０のコア端面６３ａから外部へ出射する。そのため、光ビームＢ４の出射端６１ａにおけるビーム径Ｌ４は、補助光ファイバ６０のコア径１０５μ以下となる。すなわち、光ビームＢ４の発光点は、主光ファイバ５０と補助光ファイバ６０との接続点である主光ファイバ５０の出射端５１ａとなる。なお、補助光ファイバ６０の長さを調節することにより、出射端６１ａにおける光ビームＢ４のビーム径Ｌ４は、６０μｍ〜１０５μｍの範囲で調節することができる。
【００５９】
４本の光ファイバ４０は、図１７に示すように、各光ファイバ４０の出射端６１ａが、Ｖ溝基板４２１の各Ｖ溝４２２の端部で、ライン状に並ぶように、Ｖ溝基板４２１の各Ｖ溝４２２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。
【００６０】
光ファイバ構造体４００は、光ファイバ構造体１００と同様に、例えばレーザ光により版板加工を行う際の光ヘッドとして使用することができる。また光ファイバ構造体４００と同様の効果に加え、光ビームＢ３と光ビームＢ４の広がり角が同一であるため、光ファイバ構造体４００の後段に接続される光学系を簡易化することができる。また、簡易な光学系で、光ビームＢ３と光ビームＢ４の集光点位置を変えることもできる。光ビームにより版板の加工を行う際等で、異なる加工深度による加工を行いたい場合に、光ビームＢ３と光ビームＢ４とを使い分けことができる。
【００６１】
次に、本発明に係る第８の実施形態である光ファイバ構造体４５０の概略構成図を図１８に示す。なお、光ファイバ構造体４５０は、図１３に示す光ファイバ構造体４００の出射端面へ図６に示す端面保護用の透明部材１６０をオプティカルコンタクトさせたものであり、透明部材１６０の作用および効果は、図６に示す光ファイバ構造体１５０とほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６２】
次に、本発明に係る第９実施形態である光ファイバ構造体について説明する。図１９は光ファイバ構造体５００の概略構成図である。なお、図１３に示す光ファイバ構造体４００と同一部分には同番号を付し、説明を省略する
図１９に示すように、光ファイバ構造体５００は、４本のＶ溝５１２を有するＶ溝基板５１１と、該Ｖ溝基板５１１へ端部が固定されている２本の光ファイバ３０と２本の光ファイバ４０からなる第１ファイバアレイ５１０と、４本のＶ溝５２２を有するＶ溝基板５２１と、該Ｖ溝基板５２１へ端部が固定されている２本の光ファイバ３０と２本の光ファイバ４０とからなる第２ファイバアレイ５２０とから構成されている。第１ファイバアレイ５１０と第２ファイバアレイ５２０とは、光ファイバ３０と光ファイバ４０とが相対するように重ね合わされ、固定されている。なお、第１ファイバアレイ５１０においては、図１９における左側から、まず２本の光ファイバ３０が配置され、次に２本の光ファイバ４０が配置されている。一方、第２ファイバアレイ５２０においては、図１９における左側から、まず２本の光ファイバ３０が配置され、次に２本の光ファイバ４０が配置されている。すなわち、第１ファイバアレイ５１０と第２ファイバアレイ５２０とでは、光ファイバの配置が逆配置となっている。
【００６３】
第２ファイバアレイ５２０では、図２０に示すように、２本の光ファイバ３０と２本の光ファイバ４０は、各光ファイバの出射端が、Ｖ溝基板５２１の各Ｖ溝５２２の端部でライン状に並ぶように、Ｖ溝基板５２１の各Ｖ溝５２２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。
【００６４】
また、図２０は、図１９に示す第１ファイバアレイ５１０の上下方向を逆にしたものでもあり、２本の光ファイバ３０と２本の光ファイバ４０は、各光ファイバの出射端が、Ｖ溝基板５１１の各Ｖ溝５１２の端部でライン状に並ぶように、Ｖ溝基板５１１の各Ｖ溝５１２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。すなわち、第1ファイバアレイ５１０と第２ファイバアレイ５２０とは、同一構成を有するアレイである。
【００６５】
光ファイバ構造体５００は、光ファイバ構造体４００と同様に、例えばレーザ光により版板加工を行う際の光ヘッドとして使用することができる。また光ファイバ構造体４００と同様の効果に加え、同じ構成を有するファイバアレイを２つ作製して重ね合わせればよいため、光ファイバ構造体５００の製造が容易となる効果を有する。
【００６６】
次に、本発明に係る第１０の実施形態である光ファイバ構造体５５０の概略構成図を図２１に示す。なお、光ファイバ構造体５５０は、図１９に示す光ファイバ構造体５００の出射端面へ図６に示す端面保護用の透明部材１６０をオプティカルコンタクトさせたものであり、透明部材１６０の作用および効果は、図６に示す光ファイバ構造体１５０とほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６７】
次に、本発明に係る第１１実施形態である光ファイバ構造体について説明する。図２２は光ファイバ構造体６００の概略構成図である。なお、図１３に示す光ファイバ構造体４００と同一部分には同番号を付し、説明を省略する
図２２に示すように、光ファイバ構造体６００は、４本のＶ溝６１２を有するＶ溝基板６１１と、交互に配置され、Ｖ溝基板６１１へ端部が固定されている２本の光ファイバ３０と２本の光ファイバ４０からなる第１ファイバアレイ６１０と、４本のＶ溝６２２を有するＶ溝基板６２１と、交互に配置され、Ｖ溝基板６２１へ端部が固定されている２本の光ファイバ３０と２本の光ファイバ４０とからなる第２ファイバアレイ６２０とから構成されている。また、第１ファイバアレイ６１０と第２ファイバアレイ６２０とは、光ファイバ３０と光ファイバ４０とが相対するように重ね合わされ、固定されている。なお、第１ファイバアレイ６１０においては、図２２における左側から、光ファイバ３０、光ファイバ４０、光ファイバ３０、光ファイバ４０の順番で配置されている。一方、第２ファイバアレイ６２０においては、図２２における左側から、光ファイバ４０、光ファイバ３０、光ファイバ４０、光ファイバ３０の順番で配置されている。すなわち、第１ファイバアレイ６１０と第２ファイバアレイ６２０とでは、光ファイバの配置が逆配置となっている。
【００６８】
第２ファイバアレイ６２０では、図２３に示すように、２本の光ファイバ３０と２本の光ファイバ４０は、各光ファイバの出射端が、Ｖ溝基板６２１の各Ｖ溝６２２の端部でライン状に並ぶように、Ｖ溝基板６２１の各Ｖ溝６２２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。
【００６９】
また、図２３は、図２２に示す第１ファイバアレイ６１０の上下方向を逆にしたものでもあり、２本の光ファイバ３０と２本の光ファイバ４０は、各光ファイバの出射端が、Ｖ溝基板６１１の各Ｖ溝６１２の端部でライン状に並ぶように、Ｖ溝基板６１１の各Ｖ溝６１２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。すなわち、第1ファイバアレイ６１０と第２ファイバアレイ６２０とは、同一構成を有するアレイである。
【００７０】
光ファイバ構造体６００は、光ファイバ構造体４００と同様に、例えばレーザ光により版板加工を行う際の光ヘッドとして使用することができる。また光ファイバ構造体４００と同様の効果に加え、同じ構成を有するファイバアレイを２つ作製して重ね合わせればよいため、光ファイバ構造体６００の製造が容易となる効果を有する。また、例えばベタ加工等を行うため、多数本のビーム径の太い光ビームで加工を行う際には、光ファイバ４０同士の接触部が少ないため、光ファイバの端面の熱による損傷を防止することができる。
【００７１】
また、各光ファイバを1本ずつ交互に配置したが、配置する光ファイバの本数が多い場合には、複数本ずつ、例えば２本ずつ、あるいは３本ずつ交互に配置してもよい。
【００７２】
次に、本発明に係る第１２の実施形態である光ファイバ構造体６５０の概略構成図を図２４に示す。なお、光ファイバ構造体６５０は、図２３に示す光ファイバ構造体６００の出射端面へ図６に示す端面保護用の透明部材１６０をオプティカルコンタクトさせたものであり、透明部材１６０の作用および効果は、図６に示す光ファイバ構造体１５０とほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００７３】
なお、各実施の形態においては、各光ファイバアレイに４本の光ファイバを配置しているが、これに限定されるものではなく、例えば１６本、３２本あるいは６４本の光ファイバを配置してもよい。
【００７４】
なお、光ファイアバ構造体３００、４００、５００および６００は、光ファイバ１０と光ファイバ２０とが、光ファイバアレイの延直方向と垂直な方向へ並ぶ必要がない場合であれば、光ファイバ１０と光ファイバ２０とが最密に並ぶように変形してもよい。また、これらの変形例においても、光ビームの出射端へ透明部材１６０を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第1の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図２】光ファイバの概略構成図
【図３】光ファイバアレイの概略構成図
【図４】光ファイバの概略構成図
【図５】光ファイバアレイの概略構成図
【図６Ａ】他の光ファイバ構造体の概略構成図
【図６Ｂ】本発明の第２の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図７】本発明の第３の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図８】光ファイバアレイの概略構成図
【図９Ａ】他の光ファイバ構造体の概略構成図
【図９Ｂ】本発明の第４の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図１０】本発明の第５の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図１１】光ファイバアレイの概略構成図
【図１２】本発明の第６の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図１３】本発明の第７の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図１４】光ファイバの概略構成図
【図１５】光ファイバアレイの概略構成図
【図１６】光ファイバの概略構成図
【図１７】光ファイバアレイの概略構成図
【図１８】本発明の第８の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図１９】本発明の第９の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図２０】光ファイバアレイの概略構成図
【図２１】本発明の第１０の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図２２】本発明の第１１の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図２３】光ファイバアレイの概略構成図
【図２４】本発明の第１２の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【符号の説明】
【００７６】
１０、２０、３０、４０ 光ファイバ
５０ 主光ファイバ
６０ 補助光ファイバ
１００、１４０、１５０、２００、２４０、２５０ 光ファイバ構造体
１１０、１２０、２１０、２２０ 光ファイバアレイ
１１１、１２１、２１１、２２１ Ｖ溝基板
１３０ 押え板
３００、３５０、４００、４５０ 光ファイバ構造体
３１０、３２０、４１０、４２０ 光ファイバアレイ
３１１、３２１、４１１、４２１ Ｖ溝基板
５００、５５０、６００、５５０ 光ファイバ構造体
５１０、５２０、６１０、６２０ 光ファイバアレイ
５１１、５２１、６１１、６２１ Ｖ溝基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本のマルチモードの光ファイバからなる光ファイバアレイを複数個重ね合わせた光ファイバ構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、印刷分野あるいは加工分野において、レーザ光が使用されている。例えば、特許文献１に記載されているような印刷ブロックの製造分野などにおいても、レーザ光を用いて版材加工が行われている。近年、半導体レーザの高出力化が実現され、高出力半導体レーザから出力される高出力レーザ光を、ファイバを介して伝送して出力する光ファイバ構造体が知られている。また、このような加工に使用される光ファイバ構造体では、加工効率を向上するために、複数本の光ファイバの一端をライン状あるいはブロック丈に固定した多芯型の光ファイバ構造体の開発が進められている。
【特許文献１】特許３５５６２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に記載されているような版板加工にレーザ光を使用する場合等には、種々の加工条件が存在するため、レーザ光のビーム径が細い方が望ましい場合と、レーザ光のビーム径が太い方が望ましい場合とがある。例えば、高精細な加工を行う場合であればレーザ光のビーム径は細い方が望ましいし、ベタ加工を行うような場合にはレーザ光のビーム径は太い方がのぞましい。しかしながら従来使用されている多芯型の光ファイバ構造体では、同一の光ファイバが複数本使用されているため、レーザ光のビーム径は同一であり、加工条件に合わせてビーム径を変更できないという問題がある。また、光ファイバ構造体の後段に特殊な光学系を設けて、レーザ光のビーム径を変更する装置も知られているが、このような場合には後段の光学系が複雑になるという問題がある。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、ビーム径の異なる光ビームを射出することのできる光ファイバ構造体を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の光ファイバ構造体は、
複数本の光ファイバの出射端がライン状に配置されている第1の光ファイバアレイと、複数本の光ファイバの出射端がライン状に配置されている第２の光ファイバアレイとを重ね合わせた光ファイバ構造体であって、
前記光ファイバの一部が、出射端から第１のビーム径の光ビームが射出せしめられる第１の光ファイバであり、前記光ファイバの他の一部が出射端から前記第１のビーム径とは異なる第２のビーム径の光ビームが射出せしめられる第２の光ファイバであることを特徴とするものである。
【０００６】
なお、「前記光ファイバの一部が、出射端から第１のビーム径の光ビームが射出せしめられる第１の光ファイバである」とは、光ファイバの中に、少なくとも1本以上の第1の光ファイバが存在することを意味し、「前記光ファイバの他の一部が出射端から前記第１のビーム径とは異なる第２のビーム径の光ビームが射出せしめられる第２の光ファイバである」とは、光ファイバの中に、少なくとも1本以上の第２の光ファイバが存在することを意味している。
【０００７】
また、前記第１の光ファイバアレイが複数本の第１の光ファイバが配置されたものであれば、前記第２の光ファイバアレイは複数本の第２の光ファイバが配置されたものであってもよい。
【０００８】
あるいは、前記第１の光ファイバアレイおよび第２の光ファイバアレイは、それぞれ前記第１の光ファイバと第２の光ファイバとが配置され、前記第２の光ファイバアレイにおける光ファイバの配置が、前記第１の光ファイバアレイにおける光ファイバの配置と逆配置となるように各光ファイバが配置されたものであってもよい。
【０００９】
なお、「第２の光ファイバアレイにおける光ファイバの配置が、第１の光ファイバアレイにおける光ファイバの配置と逆配置となる」とは、第２の光ファイバアレイを上下逆さまにした場合に、その光ファイバの配置が第１の光ファイバアレイにおける光ファイバの配置と等しくなることを意味している。
【００１０】
前記第１の光ファイバアレイが、該光ファイバアレイの半分に第１の光ファイバが配置され、他の半分に第２の光ファイバが配置されたものであれば、前記第２の光ファイバアレイは、該光ファイバアレイの半分に第２の光ファイバが配置され、他の半分に第１の光ファイバが配置されたものであってもよい。
前記第１の光ファイバアレイが、第１の光ファイバと第２の光ファイバとが一本ずつ交互に配置されたものであれば、前記第２の光ファイバアレイが、第２の光ファイバと第１の光ファイバとが１本ずつ交互に配置されたものであってもよい。
【００１１】
前記第１の光ファイバアレイに配置された第１または第２の光ファイバと前記第２の光ファイバアレイに配置された第２または第1の光ファイバとは、相対しているものであってもよい。
【００１２】
なお、ここで「第１の光ファイバアレイに配置された第１または第２の光ファイバと前記第２の光ファイバアレイに配置された第２または第1の光ファイバとが相対」するとは、第１の光ファイバアレイに配置された第１の光ファイバと前記第２の光ファイバアレイに配置された第２の光ファイバ、または第１の光ファイバアレイに配置された第２の光ファイバと前記第２の光ファイバアレイに配置された前記第１の光ファイバとが、光ファイバアレイの延直方向と略垂直な方向において直線状に並んでいることを意味している。なお、第１の光ファイバと第２の光ファイバとは直接接触していてもよいし、あるいは間に押え板などが配置されていてもよい。
【００１３】
また、前記第１の光ファイバおよび第２の光ファイバは、発光点が出射端に位置し、前記第１の光ファイバの出射端におけるコア径と、前記第２の光ファイバの出射端におけるコア径とが異なるものであってもよい。
【００１４】
あるいは前記第１の光ファイバは、発光点が出射端に位置し、前記第２の光ファイバは、発光点が出射端より内側に位置するものであってもよい。
前記第２の光ファイバは、所定のコア径のコアを有する主光ファイバと、該主光ファイバのコア径よりも大きいコア径のコアを有する補助光ファイバとが接続されたものであり、前記発光点が前記主光ファイバと前記補助光ファイバとの接続点に位置するものであってもよい。
【００１５】
前記主光ファイバのコア径が前記第１のファイバのコア径と等しく、前記第１の光ファイバから出射される光の広がり角と前記第２の光ファイバから出射される光の広がり角とが等しいものであってもよい。
【００１６】
本発明の光ファイバ構造体は、その出射端面に端面保護用透明部材がオプティカルコンタクトにより接合されているものであってもよい。
【００１７】
この端面保護用透明部材の出力側には反射防止膜が設けられていてもよい。
また、光ファイバから射出される光の出力が１Ｗ以上であってもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の光ファイバ構造体は、複数本の光ファイバの出射端がライン状に配置されている第1の光ファイバアレイと、複数本の光ファイバの出射端がライン状に配置されている第２の光ファイバアレイとを重ね合わせた光ファイバ構造体であって、前記光ファイバの一部が、出射端から第１のビーム径の光ビームが射出せしめられる第１の光ファイバであり、前記光ファイバの他の一部が出射端から前記第１のビーム径とは異なる第２のビーム径の光ビームが射出せしめられる第２の光ファイバであるため、従来必要であった複雑な光学系等を設けることなく、簡易な構成で、ひとつの光ファイバ構造体から異なるビーム径を有する光ビームを射出することができる。
【００１９】
また、前記第１の光ファイバアレイが複数本の第１の光ファイバが配置されたものであり、前記第２の光ファイバアレイは複数本の第２の光ファイバが配置されたものであれば、第1の光ファイバから射出される光ビームを使用したい場合には第１の光ファイバアレイを用い、第２の光ファイバから射出される光ビームを使用したい場合には第２の光ファイバアレイを用いればよく、光ファイバ構造体の利便性が向上する。
【００２０】
前記第１の光ファイバアレイおよび第２の光ファイバアレイが、それぞれ前記第１の光ファイバと第２の光ファイバとが配置され、第２の光ファイバアレイにおける光ファイバの配置が、第１の光ファイバアレイにおける光ファイバの配置と逆配置となるように各光ファイバが配置されたものであれば、同じ配置のファイバアレイを２つ作製し、ひとつのファイバアレイはそのまま、他のひとつのファイバアレイは上下を逆さにして重ね合わせることにより、光ファイバ構造体を作製することができるので、簡易かつ安価に光ファイバ構造体を作製することができる。
【００２１】
前記第１の光ファイバアレイが、該光ファイバアレイの半分に第１の光ファイバが配置され、他の半分に第２の光ファイバが配置されたものであれば、前記第２の光ファイバアレイは、該光ファイバアレイの半分に第２の光ファイバが配置され、他の半分に第１の光ファイバが配置されたものであった場合には、第1の光ファイバと第２の光ファイバとの外径が異なれば、第１のファイバアレイの高低と、第２のファイバアレイの高低とが反対になるため、第１ファイバアレイと第２ファイバアレイとを重ね合わせる際の位置合わせが容易になるという効果がある。
【００２２】
前記第１の光ファイバアレイが、第１の光ファイバと第２の光ファイバとが一本ずつ交互に配置されたものであり、前記第２の光ファイバアレイが、第２の光ファイバと第１の光ファイバとが１本ずつ交互に配置されたものであれば、第1の光ファイバと第２の光ファイバとの外径が異なれば、第１のファイバアレイの凹凸と、第２のファイバアレイの凹凸とが反対になるため、第１ファイバアレイと第２ファイバアレイとを重ね合わせる際の位置合わせがより容易になるという効果がある。
【００２３】
前記第１の光ファイバアレイに配置された第１または第２の光ファイバと前記第２の光ファイバアレイに配置された第２または第1の光ファイバとが、相対しているものであれば、例えば印刷加工などにおいて一画素に対して、第1の光ファイバまたは第２の光ファイバが対応可能であり、光ファイバ構造体の使い勝手が向上する。
【００２４】
また、前記第１の光ファイバおよび第２の光ファイバは、発光点が出射端に位置し、前記第１の光ファイバの出射端におけるコア径と、前記第２の光ファイバの出射端におけるコア径とが異なるものであれば、通常のコア径の異なる光ファイバを使用することができ、安価に光ファイバ構造体を製造することができる。
【００２５】
また、前記第１の光ファイバは、発光点が出射端に位置し、前記第２の光ファイバは、発光点が出射端より内側に位置するものであれば、第２の光ファイバの発光点の位置を調整することにより、任意の太さのビーム径を有する光ビームを、第２の光ファイバから射出させることができる。
前記第２の光ファイバが、所定のコア径のコアを有する主光ファイバと、該主光ファイバのコア径よりも大きいコア径のコアを有する補助光ファイバとが接続されたものであり、前記発光点が前記主光ファイバと前記補助光ファイバとの接続点に位置するものであれば、補助光ファイバの長さを調整することにより、任意の太さのビーム径を有する光ビームを、第２の光ファイバから射出させることができる。
【００２６】
前記主光ファイバのコア径が前記第１のファイバのコア径と等しく、前記第１の光ファイバから出射される光の広がり角と前記第２の光ファイバから出射される光の広がり角とが等しいものであれば、光ファイバ構造体へ接続する光学系を簡易な構成とすることができる。また第１の光ファイバから射出される光ビームの焦点位置と第２の光ファイバから射出される光ビームの焦点位置とを簡易な構成で異なるものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図面を参照して、本発明に係る第１の実施形態である光ファイバ構造体について説明する。図１は光ファイバ構造体１００の概略構成図である。
【００２８】
図１に示すように、光ファイバ構造体１００は、４本のＶ溝１１２を有するＶ溝基板１１１と、該Ｖ溝基板１１１へ端部が固定された４本の光ファイバ１０とからなる第１ファイバアレイ１１０と、４本のＶ溝１２２を有するＶ溝基板１２１と、該Ｖ溝基板１２１へ端部が固定された４本の光ファイバ２０とからなる第２ファイバアレイ１２０と、押え板１３０とから構成されている。第１ファイバアレイ１１０と第２ファイバアレイ１２０とは、押え板１３０を挟んで、光ファイバ１０と光ファイバ２０とが相対するように重ね合わされ、固定されている。
【００２９】
光ファイバ１０は、図２に示すように、コア１２およびクラッド１４から構成されるマルチモードファイバであり、コア径は６０μｍ、ファイバ外形は８０μｍである。光ファイバ１０の出射端１１ａには、研磨されているコア端面１３ａが露出している。光ファイバ１０の出射端１１ａから、光ファイバ１０内を伝播した光ビームＢ１が出射する場合には、出射端１１ａにおけるビーム径Ｌ１はコア径と等しく、６０μｍとなる。４本の光ファイバ１０は、図３に示すように、各光ファイバ１０の出射端１１ａが、Ｖ溝基板１１１の各Ｖ溝１１２の端部でライン状に並ぶように、Ｖ溝基板１１１の各Ｖ溝１１２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。
【００３０】
光ファイバ２０は、図４に示すように、コア２２およびクラッド２４から構成されるマルチモードファイバであり、コア径は１０５μｍ、ファイバ外形は１２５μｍである。光ファイバ２０の出射端２１ａには、研磨されているコア端面２３ａが露出している。光ファイバ２０の出射端２１ａから、光ファイバ２０内を伝播した光ビームＢ２が出射する場合には、出射端２１ａにおけるビーム径Ｌ２はコア径と等しく、１０５μｍとなる。４本の光ファイバ２０は、図５に示すように、各光ファイバ２０の出射端２１ａが、Ｖ溝基板１２１の各Ｖ溝１２２の端部で、ライン状に並ぶように、Ｖ溝基板１２１の各Ｖ溝１２２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。
【００３１】
光ファイバ構造体１００は、例えばレーザ光により版板加工を行う際の光ヘッドとして使用することができる。このような場合には、各光ファイバ１０および各光ファイバ２０の出射端とは反対側の入射端には、それぞれ不図示の出力１０Ｗの高出力半導体レーザが接続される。また、光ファイバ構造体１００と版板との間に、光ファイバ構造体１００から出射された光ビームを版板上へ集光する不図示の光学系が配置される。光ファイバ構造体１００と版板との位置関係を図１における上下方向へずらしながら、所望の光ファイバへ接続されている高出力半導体レーザからレーザ光を射出させることにより、レーザ光による版板加工を行うことができる。
【００３２】
上述したように、光ファイバ１０の出射端１１ａから射出される光ビームＢ１の出射端１１ａにおけるビーム径Ｌ１は、光ファイバ１０のコア径と等しい６０μｍとなり、光ファイバ２０から射出される光ビームＢ２の出射端２１ａにおけるビーム径Ｌ２は、光ファイバ２０のコア径と等しい１０５μｍとなる。このため、光ファイバ構造体１００を用いることにより、簡易な構成で、ビーム径の異なる光ビームを射出することができ、例えば、高精細な加工を行う等、ビーム径の細い光ビームの使用が望ましい場合には、光ファイバ１０から射出される光ビームを用い、ベタ加工を行う等、ビーム径の太い光ビームの使用が望ましい場合には、光ファイバ２０から射出される光ビームを用いることができる。
【００３３】
また、光ファイバ１０と光ファイバ２０とが、相対しているため、例えば印刷加工などにおいて一画素に対して、ビーム径の異なる光ビームを射出することができ光ファイバ構造体１００の使い勝手が向上する。
【００３４】
なお、本実施の形態の変形例である光ファイバ構造体１４０を図６Ａに示す。光ファイバ１０と光ファイバ２０とが、光ファイバアレイの延直方向と垂直な方向へ並ぶ必要がない場合であれば光ファイバ構造体１４０のように、光ファイバ１０と光ファイバ２０とが最密に並ぶように配置することにより、光ファイバ構造体を小型化できる。
【００３５】
次に、本発明に係る第２の実施形態である光ファイバ構造体について説明する。図６Ｂは光ファイバ構造体１５０の概略構成図である。なお、光ファイバ構造体１５０は、端面保護用の透明部材１６０が出射端面の配置されている点を除けば、図１に示す光ファイバ構造体１００と同様の構成であるため、同一部分には同番号を付し、説明を省略する。
【００３６】
図６に示すように、光ファイバ構造体１５０は、Ｖ溝基板１１１と、該Ｖ溝基板１１へ端部が固定された4本の光ファイバ１０とからなる第１ファイバアレイ１１０と、Ｖ溝基板１２１と、該Ｖ溝基板１２１へ端部が固定された4本の光ファイバ２０とからなる第２ファイバアレイ１２０と、押え板１３０と、各光ファイバ１０の出射端１１ａおよび光ファイバ２０の出射端２１ａとオプティカルコンタクトにより接合されている端面保護用の透明部材１６０とから構成されている。
【００３７】
透明部材１６０は、石英からなる長方形状の板であり、光ファイバの出射端と接する面１６１ａと逆側の面１６１ｂには、反射防止膜１６２がコーティングされている。
【００３８】
このように、端面保護用の透明部材１６０を各光ファイバの出射端へオプティカルコンタクトさせることにより、各光ファイバの出射端から射出された光ビームは、透明部材１６０を透過して、該透明部材１６０の面１６１ｂから外部へ射出される。光ファイバの出射端は透明部材で覆われているため、ごみ等による光ファイバの出射端の焼け付きを防止することができる。
【００３９】
また、光ビームが透明部材１６０を透過する際にビーム径が広がるため、透明部材１６０を配置していない場合にくらべ、大気中に光ビームが射出される箇所、本実施形態では面１６１ｂ、における光密度が低下する。このため、透明部材１６０の面１６１ｂにおける焼け付きも防止され、さらに、透明部材１６０の面１６１ｂにコーティングされた反射防止膜１６２が損傷することも防止される。透明部材１６０を用いることにより、光ビームの出射面からの戻り光も減少するため、光ファイバの入射端に接続されているレーザの損傷も防止することができる。
【００４０】
なお、図６Ａに示す光ファイバ構造体１４０も、光ビームの出射端へ透明基板１６０を備えるように変形してもよい。
【００４１】
次に、本発明に係る第３実施形態である光ファイバ構造体について説明する。図７は光ファイバ構造体２００の概略構成図である。なお、図１に示す光ファイバ構造体１００と同一部分には同番号を付し、説明を省略する
図７に示すように、光ファイバ構造体２００は、４本のＶ溝２１２を有するＶ溝基板２１１と、該Ｖ溝基板２１１へ端部が固定されている２本の光ファイバ１０と２本の光ファイバ２０からなる第１ファイバアレイ２１０と、４本のＶ溝２２２を有するＶ溝基板２２１と、該Ｖ溝基板２２１へ端部が固定されている２本の光ファイバ１０と２本の光ファイバ２０とからなる第２ファイバアレイ２２０とから構成されている。第１ファイバアレイ２１０と第２ファイバアレイ２２０とは、光ファイバ１０と光ファイバ２０とが相対するように重ね合わされ、固定されている。なお、第１ファイバアレイ２１０においては、図７における左側から、まず２本の光ファイバアレイ１０が配置され、次に２本の光ファイバアレイ２０が配置されている。一方、第２ファイバアレイ２２０においては、図７における左側から、まず２本の光ファイバアレイ２０が配置され、次に２本の光ファイバアレイ１０が配置されている。すなわち、第１ファイバアレイ２１０と第２ファイバアレイ２２０とでは、光ファイバの配置が逆配置となっている。
【００４２】
第２ファイバアレイ２２０では、図８に示すように、２本の光ファイバ１０と２本の光ファイバ２０は、各光ファイバの出射端が、Ｖ溝基板２２１の各Ｖ溝２２２の端部でライン状に並ぶように、Ｖ溝基板２２１の各Ｖ溝２２２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。
【００４３】
また、図８は、図７に示す第１ファイバアレイ２１０の上下方向を逆にしたものでもあり、２本の光ファイバ１０と２本の光ファイバ２０は、各光ファイバの出射端が、Ｖ溝基板２１１の各Ｖ溝２１２の端部でライン状に並ぶように、Ｖ溝基板２１１の各Ｖ溝２１２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。すなわち、第1ファイバアレイ２１０と第２ファイバアレイ２２０とは、同一構成を有するアレイである。
【００４４】
光ファイバ構造体２００は、光ファイバ構造体１００と同様に、例えばレーザ光により版板加工を行う際の光ヘッドとして使用することができる。また光ファイバ構造体１００と同様の効果に加え、同じ構成を有するファイバアレイを２つ作製して重ね合わせればよいため、光ファイバ構造体２００の製造が容易かつ安価となる効果を有する。さらに、光ファイバ１０と光ファイバ２０との外径が異なるため、第１ファイバアレイ２１０のＶ溝基板と逆側の高低と第２ファイバアレイ３２０Ｖ溝基板と逆側の高低とが反対になるため、第１ファイバアレイと第２ファイバアレイとを重ね合わせる際の位置合わせが容易になるという効果も得られる。
【００４５】
さらに、第１ファイバアレイと第２ファイバアレイとを重ね合わせる際の位置合わせが容易になるという効果も得られる。
【００４６】
なお、本実施の形態の変形例である光ファイバ構造体２４０を図９Ａに示す。光ファイバ１０と光ファイバ２０とが、光ファイバアレイの延直方向と垂直な方向へ並ぶ必要がない場合であれば光ファイバ構造体２４０のように、光ファイバ１０と光ファイバ２０とが最密に並ぶように配置することにより、光ファイバ構造体を小型化できる。
【００４７】
次に、本発明に係る第４の実施形態である光ファイバ構造体２５０の概略構成図を図９Ｂに示す。なお、光ファイバ構造体２５０は、図７に示す光ファイバ構造体２００の出射端面へ図６に示す端面保護用の透明部材１６０をオプティカルコンタクトさせたものであり、透明部材１６０の作用および効果は、図６に示す光ファイバ構造体１５０とほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００４８】
次に、本発明に係る第５実施形態である光ファイバ構造体について説明する。図１０は光ファイバ構造体３００の概略構成図である。なお、図１に示す光ファイバ構造体１００と同一部分には同番号を付し、説明を省略する
図１０に示すように、光ファイバ構造体３００は、４本のＶ溝３１２を有するＶ溝基板３１１と、交互に配置され、Ｖ溝基板２１１へ端部が固定されている２本の光ファイバ１０と２本の光ファイバ２０からなる第１ファイバアレイ３１０と、４本のＶ溝３２２を有するＶ溝基板３２１と、交互に配置され、Ｖ溝基板３２１へ端部が固定されている２本の光ファイバ１０と２本の光ファイバ２０とからなる第２ファイバアレイ３２０とから構成されている。また、第１ファイバアレイ３１０と第２ファイバアレイ３２０とは、光ファイバ１０と光ファイバ２０とが相対するように重ね合わされ、固定されている。なお、第１ファイバアレイ３１０においては、図１０における左側から、光ファイバアレイ２０、光ファイバアレイ１０、光ファイバアレイ２０、光ファイバアレイ１０の順番で配置されている。一方、第２ファイバアレイ３２０においては、図７における左側から、光ファイバアレイ２０、光ファイバアレイ１０、光ファイバアレイ２０、光ファイバアレイ１０の順番で配置されている。すなわち、第１ファイバアレイ３１０と第２ファイバアレイ３２０とでは、光ファイバの配置が逆配置となっている。
【００４９】
第２ファイバアレイ３２０では、図１１に示すように、２本の光ファイバ１０と２本の光ファイバ２０は、各光ファイバの出射端が、Ｖ溝基板３２１の各Ｖ溝３２２の端部でライン状に並ぶように、Ｖ溝基板３２１の各Ｖ溝３２２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。
【００５０】
また、図１１は、図１０に示す第１ファイバアレイ３１０の上下方向を逆にしたものでもあり、２本の光ファイバ１０と２本の光ファイバ２０は、各光ファイバの出射端が、Ｖ溝基板３１１の各Ｖ溝３１２の端部でライン状に並ぶように、Ｖ溝基板３１１の各Ｖ溝３１２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。すなわち、第1ファイバアレイ３１０と第２ファイバアレイ３２０とは、同一構成を有するアレイである。
【００５１】
光ファイバ構造体３００は、光ファイバ構造体１００と同様に、例えばレーザ光により版板加工を行う際の光ヘッドとして使用することができる。また光ファイバ構造体１００と同様の効果に加え、同じ構成を有するファイバアレイを２つ作製して重ね合わせればよいため、光ファイバ構造体３００の製造が容易となる効果を有する。さらに、光ファイバ１０と光ファイバ２０との外径が異なるため、第１ファイバアレイ３１０のＶ溝基板と逆側の凹凸と第２ファイバアレイ３２０Ｖ溝基板と逆側の凹凸とが反対になるため、第１ファイバアレイと第２ファイバアレイとを重ね合わせる際の位置合わせが容易になるという効果も得られる。また、例えばベタ加工等を行うため、多数本のビーム径の太い光ビームで加工を行う際には、光ファイバ４０同士の接触部が少ないため、光ファイバの端面の熱による損傷を防止することができる。
【００５２】
なお、各光ファイバを1本ずつ交互に配置したが、配置する光ファイバの本数が多い倍には、複数本ずつ、例えば２本ずつ、あるいは３本ずつ交互に配置してもよい。
【００５３】
次に、本発明に係る第６の実施形態である光ファイバ構造体３５０の概略構成図を図１２に示す。なお、光ファイバ構造体３５０は、図１０に示す光ファイバ構造体３００の出射端面へ図６に示す端面保護用の透明部材１６０をオプティカルコンタクトさせたものであり、透明部材１６０の作用および効果は、図６に示す光ファイバ構造体１５０とほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５４】
次に、本発明に係る第７実施形態である光ファイバ構造体について説明する。図１３は光ファイバ構造体４００の概略構成図である。
【００５５】
図１３に示すように、光ファイバ構造体４００は、４本のＶ溝４１２を有するＶ溝基板４１１と、該Ｖ溝基板４１１へ端部が固定された４本の光ファイバ３０とからなる第１ファイバアレイ４１０と、４本のＶ溝４２２を有するＶ溝基板４２１と、該Ｖ溝基板４２１へ端部が固定された４本の光ファイバ４０とからなる第２ファイバアレイ４２０と、押え板４３０とから構成されている。第１ファイバアレイ４１０と第２ファイバアレイ４２０とは、押え板４３０を挟んで、光ファイバ３０と光ファイバ４０とが相対するように重ね合わされ、固定されている。
【００５６】
光ファイバ３０は、図１４に示すように、コア３２およびクラッド３４から構成されるマルチモードファイバであり、コア径は６０μｍ、ファイバ外形は１２５μｍである。光ファイ３０の出射端３１ａには、研磨されているコア端面３３ａが露出している。光ファイバ３０の出射端３１ａから、光ファイバ３０内を伝播した光ビームＢ３が出射する場合には、出射端３１ａにおけるビーム径Ｌ３はコア径と等しく、６０μｍとなる。なお、光ビームＢ３の発光点は、この光ファイバ３０の出射端３１ａとなる。４本の光ファイバ３０は、図１５に示すように、各光ファイバ３０の出射端３１ａが、Ｖ溝基板３１１の各Ｖ溝３１２の端部でライン状に並ぶように、Ｖ溝基板３１１の各Ｖ溝３１２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。
【００５７】
光ファイバ４０は、図１６に示すように、主光ファイバ５０と、この主光ファイバ５０の先端に接続されている補助光ファイバ６０とから構成されている。主光ファイバ５０は、コア５２およびクラッド５４から構成されるマルチモードファイバであり、コア径は６０μｍ、ファイバ外形は１２５μｍである。補助光ファイバ６０は、コア６２およびクラッド６４から構成されるマルチモードファイバであり、コア径は１０５μｍ、ファイバ外形は１２５μｍである。また補助光ファイバ６０の長さは１０μｍ〜２ｍｍの範囲で、適宜選択されている。補助光ファイバ６０の出射端６１ａには、研磨されているコア端面６３ａが露出している。主光ファイバ５０の出射端５１ａと補助光ファイバ６０の入射端６１ｂとは融着接続されている。
【００５８】
図１６に示すように、主光ファイバ５０内を伝播した光ビームＢ４は、主光ファイバ５０の出射端５１ａにおいて、コア端面５３ａから射出され、補助光ファイバ６０のコア６２へ入射する。なお、補助光ファイバ６０の長さが短く、またそのコア径が１２５μｍであり、主光ファイバ５０のコア径（６０μｍ）に比べて大きいため、主光ファイバ５０から射出された光ビームＢ４は、補助光ファイバ６０内で反射することなく、補助光ファイバ６０のコア端面６３ａから外部へ出射する。そのため、光ビームＢ４の出射端６１ａにおけるビーム径Ｌ４は、補助光ファイバ６０のコア径１０５μ以下となる。すなわち、光ビームＢ４の発光点は、主光ファイバ５０と補助光ファイバ６０との接続点である主光ファイバ５０の出射端５１ａとなる。なお、補助光ファイバ６０の長さを調節することにより、出射端６１ａにおける光ビームＢ４のビーム径Ｌ４は、６０μｍ〜１０５μｍの範囲で調節することができる。
【００５９】
４本の光ファイバ４０は、図１７に示すように、各光ファイバ４０の出射端６１ａが、Ｖ溝基板４２１の各Ｖ溝４２２の端部で、ライン状に並ぶように、Ｖ溝基板４２１の各Ｖ溝４２２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。
【００６０】
光ファイバ構造体４００は、光ファイバ構造体１００と同様に、例えばレーザ光により版板加工を行う際の光ヘッドとして使用することができる。また光ファイバ構造体４００と同様の効果に加え、光ビームＢ３と光ビームＢ４の広がり角が同一であるため、光ファイバ構造体４００の後段に接続される光学系を簡易化することができる。また、簡易な光学系で、光ビームＢ３と光ビームＢ４の集光点位置を変えることもできる。光ビームにより版板の加工を行う際等で、異なる加工深度による加工を行いたい場合に、光ビームＢ３と光ビームＢ４とを使い分けことができる。
【００６１】
次に、本発明に係る第８の実施形態である光ファイバ構造体４５０の概略構成図を図１８に示す。なお、光ファイバ構造体４５０は、図１３に示す光ファイバ構造体４００の出射端面へ図６に示す端面保護用の透明部材１６０をオプティカルコンタクトさせたものであり、透明部材１６０の作用および効果は、図６に示す光ファイバ構造体１５０とほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６２】
次に、本発明に係る第９実施形態である光ファイバ構造体について説明する。図１９は光ファイバ構造体５００の概略構成図である。なお、図１３に示す光ファイバ構造体４００と同一部分には同番号を付し、説明を省略する
図１９に示すように、光ファイバ構造体５００は、４本のＶ溝５１２を有するＶ溝基板５１１と、該Ｖ溝基板５１１へ端部が固定されている２本の光ファイバ３０と２本の光ファイバ４０からなる第１ファイバアレイ５１０と、４本のＶ溝５２２を有するＶ溝基板５２１と、該Ｖ溝基板５２１へ端部が固定されている２本の光ファイバ３０と２本の光ファイバ４０とからなる第２ファイバアレイ５２０とから構成されている。第１ファイバアレイ５１０と第２ファイバアレイ５２０とは、光ファイバ３０と光ファイバ４０とが相対するように重ね合わされ、固定されている。なお、第１ファイバアレイ５１０においては、図１９における左側から、まず２本の光ファイバ３０が配置され、次に２本の光ファイバ４０が配置されている。一方、第２ファイバアレイ５２０においては、図１９における左側から、まず２本の光ファイバ３０が配置され、次に２本の光ファイバ４０が配置されている。すなわち、第１ファイバアレイ５１０と第２ファイバアレイ５２０とでは、光ファイバの配置が逆配置となっている。
【００６３】
第２ファイバアレイ５２０では、図２０に示すように、２本の光ファイバ３０と２本の光ファイバ４０は、各光ファイバの出射端が、Ｖ溝基板５２１の各Ｖ溝５２２の端部でライン状に並ぶように、Ｖ溝基板５２１の各Ｖ溝５２２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。
【００６４】
また、図２０は、図１９に示す第１ファイバアレイ５１０の上下方向を逆にしたものでもあり、２本の光ファイバ３０と２本の光ファイバ４０は、各光ファイバの出射端が、Ｖ溝基板５１１の各Ｖ溝５１２の端部でライン状に並ぶように、Ｖ溝基板５１１の各Ｖ溝５１２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。すなわち、第1ファイバアレイ５１０と第２ファイバアレイ５２０とは、同一構成を有するアレイである。
【００６５】
光ファイバ構造体５００は、光ファイバ構造体４００と同様に、例えばレーザ光により版板加工を行う際の光ヘッドとして使用することができる。また光ファイバ構造体４００と同様の効果に加え、同じ構成を有するファイバアレイを２つ作製して重ね合わせればよいため、光ファイバ構造体５００の製造が容易となる効果を有する。
【００６６】
次に、本発明に係る第１０の実施形態である光ファイバ構造体５５０の概略構成図を図２１に示す。なお、光ファイバ構造体５５０は、図１９に示す光ファイバ構造体５００の出射端面へ図６に示す端面保護用の透明部材１６０をオプティカルコンタクトさせたものであり、透明部材１６０の作用および効果は、図６に示す光ファイバ構造体１５０とほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６７】
次に、本発明に係る第１１実施形態である光ファイバ構造体について説明する。図２２は光ファイバ構造体６００の概略構成図である。なお、図１３に示す光ファイバ構造体４００と同一部分には同番号を付し、説明を省略する
図２２に示すように、光ファイバ構造体６００は、４本のＶ溝６１２を有するＶ溝基板６１１と、交互に配置され、Ｖ溝基板６１１へ端部が固定されている２本の光ファイバ３０と２本の光ファイバ４０からなる第１ファイバアレイ６１０と、４本のＶ溝６２２を有するＶ溝基板６２１と、交互に配置され、Ｖ溝基板６２１へ端部が固定されている２本の光ファイバ３０と２本の光ファイバ４０とからなる第２ファイバアレイ６２０とから構成されている。また、第１ファイバアレイ６１０と第２ファイバアレイ６２０とは、光ファイバ３０と光ファイバ４０とが相対するように重ね合わされ、固定されている。なお、第１ファイバアレイ６１０においては、図２２における左側から、光ファイバ３０、光ファイバ４０、光ファイバ３０、光ファイバ４０の順番で配置されている。一方、第２ファイバアレイ６２０においては、図２２における左側から、光ファイバ４０、光ファイバ３０、光ファイバ４０、光ファイバ３０の順番で配置されている。すなわち、第１ファイバアレイ６１０と第２ファイバアレイ６２０とでは、光ファイバの配置が逆配置となっている。
【００６８】
第２ファイバアレイ６２０では、図２３に示すように、２本の光ファイバ３０と２本の光ファイバ４０は、各光ファイバの出射端が、Ｖ溝基板６２１の各Ｖ溝６２２の端部でライン状に並ぶように、Ｖ溝基板６２１の各Ｖ溝６２２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。
【００６９】
また、図２３は、図２２に示す第１ファイバアレイ６１０の上下方向を逆にしたものでもあり、２本の光ファイバ３０と２本の光ファイバ４０は、各光ファイバの出射端が、Ｖ溝基板６１１の各Ｖ溝６１２の端部でライン状に並ぶように、Ｖ溝基板６１１の各Ｖ溝６１２へ、紫外線硬化樹脂または熱硬化性接着樹脂等により固定されている。すなわち、第1ファイバアレイ６１０と第２ファイバアレイ６２０とは、同一構成を有するアレイである。
【００７０】
光ファイバ構造体６００は、光ファイバ構造体４００と同様に、例えばレーザ光により版板加工を行う際の光ヘッドとして使用することができる。また光ファイバ構造体４００と同様の効果に加え、同じ構成を有するファイバアレイを２つ作製して重ね合わせればよいため、光ファイバ構造体６００の製造が容易となる効果を有する。また、例えばベタ加工等を行うため、多数本のビーム径の太い光ビームで加工を行う際には、光ファイバ４０同士の接触部が少ないため、光ファイバの端面の熱による損傷を防止することができる。
【００７１】
また、各光ファイバを1本ずつ交互に配置したが、配置する光ファイバの本数が多い場合には、複数本ずつ、例えば２本ずつ、あるいは３本ずつ交互に配置してもよい。
【００７２】
次に、本発明に係る第１２の実施形態である光ファイバ構造体６５０の概略構成図を図２４に示す。なお、光ファイバ構造体６５０は、図２３に示す光ファイバ構造体６００の出射端面へ図６に示す端面保護用の透明部材１６０をオプティカルコンタクトさせたものであり、透明部材１６０の作用および効果は、図６に示す光ファイバ構造体１５０とほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００７３】
なお、各実施の形態においては、各光ファイバアレイに４本の光ファイバを配置しているが、これに限定されるものではなく、例えば１６本、３２本あるいは６４本の光ファイバを配置してもよい。
【００７４】
なお、光ファイアバ構造体３００、４００、５００および６００は、光ファイバ１０と光ファイバ２０とが、光ファイバアレイの延直方向と垂直な方向へ並ぶ必要がない場合であれば、光ファイバ１０と光ファイバ２０とが最密に並ぶように変形してもよい。また、これらの変形例においても、光ビームの出射端へ透明部材１６０を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第1の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図２】光ファイバの概略構成図
【図３】光ファイバアレイの概略構成図
【図４】光ファイバの概略構成図
【図５】光ファイバアレイの概略構成図
【図６Ａ】他の光ファイバ構造体の概略構成図
【図６Ｂ】本発明の第２の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図７】本発明の第３の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図８】光ファイバアレイの概略構成図
【図９Ａ】他の光ファイバ構造体の概略構成図
【図９Ｂ】本発明の第４の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図１０】本発明の第５の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図１１】光ファイバアレイの概略構成図
【図１２】本発明の第６の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図１３】本発明の第７の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図１４】光ファイバの概略構成図
【図１５】光ファイバアレイの概略構成図
【図１６】光ファイバの概略構成図
【図１７】光ファイバアレイの概略構成図
【図１８】本発明の第８の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図１９】本発明の第９の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図２０】光ファイバアレイの概略構成図
【図２１】本発明の第１０の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図２２】本発明の第１１の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【図２３】光ファイバアレイの概略構成図
【図２４】本発明の第１２の実施形態の光ファイバ構造体の概略構成図
【符号の説明】
【００７６】
１０、２０、３０、４０ 光ファイバ
５０ 主光ファイバ
６０ 補助光ファイバ
１００、１４０、１５０、２００、２４０、２５０ 光ファイバ構造体
１１０、１２０、２１０、２２０ 光ファイバアレイ
１１１、１２１、２１１、２２１ Ｖ溝基板
１３０ 押え板
３００、３５０、４００、４５０ 光ファイバ構造体
３１０、３２０、４１０、４２０ 光ファイバアレイ
３１１、３２１、４１１、４２１ Ｖ溝基板
５００、５５０、６００、５５０ 光ファイバ構造体
５１０、５２０、６１０、６２０ 光ファイバアレイ
５１１、５２１、６１１、６２１ Ｖ溝基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の光ファイバの出射端がライン状に配置されている第1の光ファイバアレイと、複数本の光ファイバの出射端がライン状に配置されている第２の光ファイバアレイとを重ね合わせた光ファイバ構造体であって、
前記光ファイバの一部が、出射端から第１のビーム径の光ビームが射出せしめられる第１の光ファイバであり、前記光ファイバの他の一部が出射端から前記第１のビーム径とは異なる第２のビーム径の光ビームが射出せしめられる第２の光ファイバであることを特徴とする光ファイバ構造体。
【請求項２】
前記第１の光ファイバアレイが複数本の第１の光ファイバが配置されたものであり、
前記第２の光ファイバアレイが複数本の第２の光ファイバが配置されたものであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ構造体。
【請求項３】
前記第１の光ファイバアレイおよび第２の光ファイバアレイが、それぞれ前記第１の光ファイバと第２の光ファイバとが配置され、前記第２の光ファイバアレイにおける光ファイバの配置が、前記第１の光ファイバアレイにおける光ファイバの配置と逆配置となるように各光ファイバが配置されたものであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ構造体。
【請求項４】
前記第１の光ファイバアレイが、該光ファイバアレイの半分に第１の光ファイバが配置され、他の半分に第２の光ファイバが配置されたものであり、前記第２の光ファイバアレイが、該光ファイバアレイの半分に第２の光ファイバが配置され、他の半分に第１の光ファイバが配置されたものであることを特徴とする請求項３記載の光ファイバ構造体。
【請求項５】
前記第１の光ファイバアレイが、第１の光ファイバと第２の光ファイバとが一本ずつ交互に配置されたものであり、前記第２の光ファイバアレイが、第２の光ファイバと第１の光ファイバとが１本ずつ交互に配置されたものであることを特徴とする請求項３記載の光ファイバ構造体。
【請求項６】
前記第１の光ファイバアレイに配置された第１または第２の光ファイバと前記第２の光ファイバアレイに配置された第２または第1の光ファイバとが、相対していることを特徴とした請求項２から５いずれか1項記載の光ファイバ構造体。
【請求項７】
前記第１の光ファイバおよび第２の光ファイバは、発光点が出射端に位置し、前記第１の光ファイバの出射端におけるコア径と、前記第２の光ファイバの出射端におけるコア径とが異なるものであることを特徴とする請求項１から６いずれか1項記載の光ファイバ構造体。
【請求項８】
前記第１の光ファイバは、発光点が出射端に位置し、前記第２の光ファイバは、発光点が出射端より内側に位置することを特徴とする請求項１から６いずれか1項記載の光ファイバ構造体。
【請求項９】
前記第２の光ファイバは、所定のコア径のコアを有する主光ファイバと、該主光ファイバのコア径よりも大きいコア径のコアを有する補助光ファイバとが接続されたものであり、前記発光点が前記主光ファイバと前記補助光ファイバとの接続点に位置するものであることを特徴とする請求項８記載の光ファイバ構造体。
【請求項１０】
前記主光ファイバのコア径が前記第１のファイバのコア径と等しく、前記第１の光ファイバから出射される光の広がり角と前記第２の光ファイバから出射される光の広がり角とが等しいことを特徴とする請求項９記載の光ファイバ構造体。
【請求項１１】
出射端面に端面保護用透明部材がオプティカルコンタクトにより接合されていることを特徴とする請求項１から１０いずれか1項記載の光ファイバ構造体。
【請求項１２】
前記の端面保護用透明部材の出力側に反射防止膜が設けられていることを特徴とする請求項１１記載の光ファイバ構造体。
【請求項１３】
前記光ファイバから射出される光の出力が１Ｗ以上であることを特徴とする請求項１から１２いずれか1項記載の光ファイバ構造体。
【請求項１】
複数本の光ファイバの出射端がライン状に配置されている第1の光ファイバアレイと、複数本の光ファイバの出射端がライン状に配置されている第２の光ファイバアレイとを重ね合わせた光ファイバ構造体であって、
前記光ファイバの一部が、出射端から第１のビーム径の光ビームが射出せしめられる第１の光ファイバであり、前記光ファイバの他の一部が出射端から前記第１のビーム径とは異なる第２のビーム径の光ビームが射出せしめられる第２の光ファイバであることを特徴とする光ファイバ構造体。
【請求項２】
前記第１の光ファイバアレイが複数本の第１の光ファイバが配置されたものであり、
前記第２の光ファイバアレイが複数本の第２の光ファイバが配置されたものであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ構造体。
【請求項３】
前記第１の光ファイバアレイおよび第２の光ファイバアレイが、それぞれ前記第１の光ファイバと第２の光ファイバとが配置され、前記第２の光ファイバアレイにおける光ファイバの配置が、前記第１の光ファイバアレイにおける光ファイバの配置と逆配置となるように各光ファイバが配置されたものであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ構造体。
【請求項４】
前記第１の光ファイバアレイが、該光ファイバアレイの半分に第１の光ファイバが配置され、他の半分に第２の光ファイバが配置されたものであり、前記第２の光ファイバアレイが、該光ファイバアレイの半分に第２の光ファイバが配置され、他の半分に第１の光ファイバが配置されたものであることを特徴とする請求項３記載の光ファイバ構造体。
【請求項５】
前記第１の光ファイバアレイが、第１の光ファイバと第２の光ファイバとが一本ずつ交互に配置されたものであり、前記第２の光ファイバアレイが、第２の光ファイバと第１の光ファイバとが１本ずつ交互に配置されたものであることを特徴とする請求項３記載の光ファイバ構造体。
【請求項６】
前記第１の光ファイバアレイに配置された第１または第２の光ファイバと前記第２の光ファイバアレイに配置された第２または第1の光ファイバとが、相対していることを特徴とした請求項２から５いずれか1項記載の光ファイバ構造体。
【請求項７】
前記第１の光ファイバおよび第２の光ファイバは、発光点が出射端に位置し、前記第１の光ファイバの出射端におけるコア径と、前記第２の光ファイバの出射端におけるコア径とが異なるものであることを特徴とする請求項１から６いずれか1項記載の光ファイバ構造体。
【請求項８】
前記第１の光ファイバは、発光点が出射端に位置し、前記第２の光ファイバは、発光点が出射端より内側に位置することを特徴とする請求項１から６いずれか1項記載の光ファイバ構造体。
【請求項９】
前記第２の光ファイバは、所定のコア径のコアを有する主光ファイバと、該主光ファイバのコア径よりも大きいコア径のコアを有する補助光ファイバとが接続されたものであり、前記発光点が前記主光ファイバと前記補助光ファイバとの接続点に位置するものであることを特徴とする請求項８記載の光ファイバ構造体。
【請求項１０】
前記主光ファイバのコア径が前記第１のファイバのコア径と等しく、前記第１の光ファイバから出射される光の広がり角と前記第２の光ファイバから出射される光の広がり角とが等しいことを特徴とする請求項９記載の光ファイバ構造体。
【請求項１１】
出射端面に端面保護用透明部材がオプティカルコンタクトにより接合されていることを特徴とする請求項１から１０いずれか1項記載の光ファイバ構造体。
【請求項１２】
前記の端面保護用透明部材の出力側に反射防止膜が設けられていることを特徴とする請求項１１記載の光ファイバ構造体。
【請求項１３】
前記光ファイバから射出される光の出力が１Ｗ以上であることを特徴とする請求項１から１２いずれか1項記載の光ファイバ構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００９−１７５５０４（Ｐ２００９−１７５５０４Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４７４３（Ｐ２００８−１４７４３）
【出願日】平成２０年１月２５日（２００８．１．２５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２５日（２００８．１．２５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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