[发明专利]光纤束及光源装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤束及包括该光纤束的光源装置，该光纤束和光源装置可以通过从多个光源收集光而输出高输出光，并可以用作激光曝光装置、激光加工装置等装置的光传输装置。

背景技术

目前，光加工技术已经得到普遍应用，而且有越来越多的机会采用由多根光纤捆扎而成的光纤束来传输具有高功率密度的光。通常，传统的光纤束采用粘接剂将多根光纤的端部固定。然而，当来自照射目标物(例如，作为加工对象的工件)的反射光返回到光纤束的端面时，存在这样的情况：粘接剂吸收光能使得温度升高到耐热温度以上，从而产生导致粘接剂受损坏的高温。另外，粘接剂也会受到光化学方面的损坏。也就是说，由于粘接剂通常具有高的光吸收系数，因此粘接剂容易破损，由于光化学反应而劣化。另外，因为粘接剂通常由耐热性差和导热率低的材料构成，还存在粘接剂受热熔融的危险。

在日本专利申请公开No.H7-56027中提出一种光纤束，其中，在不使用粘接剂的情况下固定多根光纤以提高耐热性。图12是日本专利申请公开No.H7-56027所提出的光纤束的端面的正视图。该光纤束是这样的：将每根光纤线的接近其端部的涂层除去，将光纤线的除去涂层的端部捆扎并填充到玻璃管中，在此状态下，加热玻璃管和光纤使其软化、拉伸并通过熔融而结合成一体。这样，在管状石英玻璃层101中，多根纤芯102在共同的包层103中直线地形成。

但是，因为控制纵向上的温度和控制拉伸时的玻璃直径是复杂的，这种经过熔融结合成一体的操作会导致成本升高。而且，这样会造成低产出率。此外，如果对温度的控制不够，存在内部光纤的芯-包层结构塌陷的危险。在这样的情况下，光纤的性能会降低：例如，可能引起由于数值孔径减小造成的漏光、远场图形混乱以及产生散射光等缺陷。

如上所述，在光纤束的端部由粘接剂固定的情况下，端面的耐热温度取决于所使用的粘接剂，因此光纤束的应用范围受到限制。另一方面，在光纤束的构造为不使用粘接剂地将玻璃管与捆扎的光纤通过熔融而结合成一体的情况下，结合成一体的操作是困难的，从而导致成本升高，并且容易造成光纤性能降低。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有如下优点的光纤束：在耐热温度方面的局限性降低；制造容易并且成本低；以及可以避免传统光纤束所产生的光纤性能的降低。

为了达到上述目的，本发明提供一种光纤束，包括：多根光纤，其一端接收从光源入射的光，另一端射出光；以及套管，其通过将插入其中的所述光纤的所述另一端捆扎起来而形成所述光纤束的射出端。所述光纤束包括作为填充物的金属或者玻璃光纤，所述填充物在从所述光纤束的射出端起沿所述套管的纵向的给定长度范围内位于所述多根光纤之间。

所述填充物可以为金属，可以采用粘接剂将所述多根光纤固定在所述套管内的相对于所述射出端的所述给定长度范围的相对侧的部分处。另外，所述填充物可以为玻璃光纤，或者可以为设置于每根光纤的外周面上的金属涂层。

此外，本发明提供一种包括多个光源和光纤束的光源装置。在所述光源装置中，所述光纤束包括：多根第一光纤，每根所述第一光纤接收从所述多个光源中的相应一个光源入射到其一端的光，并从其另一端射出光；多根第二光纤；以及套管，其通过将所述多根第一光纤的所述另一端的插入部分和所述多根第二光纤的一端的插入部分捆扎起来而形成所述光纤束的射出端。

通过下面的描述、所附权利要求书和附图，可以更好地理解本发明的以上及其他特征、方面和优点。在对附图进行的说明中，为相同的元件应用相同的附图标记，并且省略重复的说明。

附图说明

图1示出采用包括本发明第一实施例的光纤束的光源装置对照射目标物进行照射的状态的示意图。

图2A为第一实施例的光纤束的射出端面的正视图，图2B为射出端面部分的包括中心轴线的剖视图。

图3A和3B为示出在第一实施例的光纤束的制造过程中在射出端面部分处的光纤之间填充粘接剂的状态的示意图，其中，图3A为射出端面的正视图，图3B是包括中心轴线的剖视图。

图4为包括中心轴线的剖视图，示出在第一实施例的光纤束的制造过程中将射出端面部分处的光纤之间的粘接剂除去的状态。

图5为包括中心轴线的剖视图，示出在第一实施例的光纤束的制造过程中在射出端面部分处的光纤之间填充金属的状态。

图6为示出采用包括本发明第二实施例的光纤束的光源装置对照射目标物进行照射的状态的示意图。

图7为第二实施例的光纤束的射出端面的正视图。