测体内部时，受测体也不易被伤到。
[0046]倒角加工例如有通过放电加工或激光加工等将棱镜最前端部加工成曲面状以使其变得光滑的方法。
[0047]发明效果
[0048]本发明的侧方射出装置中，由于棒状透镜的熔接端面不会从棱镜的熔接端面向外侧凸出，因此在棒状透镜与棱镜的熔接部，不会因光束向棱镜的外侧凸出而使耦合效率变差，且不会使侧方射出装置的性能下降。
[0049]棒状透镜的熔接端面的中心与棱镜的熔接端面的圆弧中心偏心，因此能够缩小棱镜的最大直径即侧方射出装置的外径，且能够最大限度地将棱镜剖面应用作可供光通过的通道。
[0050]并且，本发明的侧方射出装置中不使用粘结剂，因此由粘结剂层引起的光束品质的偏差得以消失。
[0051]光纤与棒状透镜、棒状透镜与棱镜通过熔接而被一体接合，因此不会因接合部的粘结剥离而导致光束品质劣化，也不会因棱镜或棒状透镜的脱落而残留在受测体内，从而无需用护套来包覆。
【附图说明】
[0052]图1为实施方式的侧方射出装置I的侧视图。
[0053]图2为图1中的A-A线剖视图。
[0054]图3为棱镜4的侧视图(左侧)及主视图(右侧)。
[0055]图4为熔接部上的棒状透镜3与棱镜4之间的位置关系说明图。
[0056]图5为熔接部上的棒状透镜3与棱镜4之间的位置关系说明图。
[0057]图6为棱镜4的剖面形状的说明图。
[0058]图7为棱镜4的切除量L与射出面宽度W、最小直径D-L之间的关系的说明图。
[0059]图8为现有的侧方射出装置11的侧视图。
[0060]图9为侧方射出装置11的熔接部上的棒状透镜3与棱镜41之间的位置关系说明图。
[0061]图10为现有的侧方射出装置12的侧视图。
[0062]图11为侧方射出装置12的熔接部上的棒状透镜3与棱镜42之间的位置关系说明图。
[0063]图12为现有的侧方射出装置13的侧视图。
[0064]图13为棱镜透镜43的说明图。
[0065]图14为侧方射出装置13的射出光束的说明图。
[0066]图15为现有的侧方射出装置14的侧视图。
[0067]图16为侧方射出装置14的熔接部上的棒状透镜3与棱镜44之间的位置关系说明图。
[0068]图17为现有的侧方射出装置(比较例)中的棒状透镜3与棱镜44的位置关系说明图。
【具体实施方式】
[0069]图1?3涉及本发明的实施方式的侧方射出装置1，图1为侧视图，图2为图1的A-A线剖视图，图3为棱镜4的侧视图(左侧)及主视图(右侧)。
[0070]侧方射出装置I由光纤2、棒状透镜3及棱镜4构成。
[0071]光纤2是外径为125 μπι的单模光纤，除去前端部的覆盖物2a，并在其前端面熔接棒状透镜3。
[0072]棒状透镜3为由石英系的玻璃形成的外径为200 μ m、数值孔径NA = 1.53的GRIN透镜，通过进行熔接时的自对准效果，光纤2与棒状透镜3的轴心自动保持一致。
[0073]棱镜4为石英玻璃，其具有将直径为250 μπι的圆柱的外周的一部分切除50 μπι以使最小直径成为200 μπι，从而形成与轴线平行的平面状射出面4c (射出面的宽度为200 μπι)的基本形状。(图4)
[0074]棱镜4通过如下工序形成，即对直径为5?7_左右的圆柱形石英玻璃的母材的外周的一部分进行研磨，以使其成为图3右侧的剖面形状，由此制作研磨完成母材，将在约1900°C的温度下将该研磨完成母材延伸而成的棱镜用光纤切断，并以倾斜角度Θ进行倾斜研磨，由此形成前端倾斜面4a，之后通过放电加工来对最前端部4b实施倒角，进而对前端倾斜面4a进行Au涂层。
[0075]研磨完成母材的研磨面与母材的轴心成为平行的平面。
[0076]延伸光纤时的温度通常为2000°C，但延伸棱镜用光纤时，优选在低于此温度的1900°C左右的温度下进行。若延伸温度较高，则已延伸的棱镜用光纤的射出面4c可能会带有圆度。若将延伸温度设为1900°C左右，则射出面4c的曲率会变得极小，基本上成为平面，因此实际应用中不成问题。
[0077]在水中测定侧方射出装置I的射出光束的束腰距离及束腰直径之后发现，束腰距离为4665 μπι、束腰直径为83.2 μπι,即结果良好。
[0078]侧方射出装置I的熔接部上的棒状透镜3与棱镜4之间的位置关系如同图4所示。
[0079]棒状透镜3的外径d = 200 μ m，棱镜4的最大直径D = 250 μ m，切除的切除量L=50 μ m，以使最小直径D-L = 200 μ m，射出面4c的宽度W = 200 μ m。
[0080]因此，棒状透镜3的熔接端面的外径d与棱镜4的熔接端面的最小直径D-L相等。并且，棒状透镜3的中心01与棱镜4的圆弧中心(切除之前的圆的中心)02偏心25 μ m，且棒状透镜3与棱镜4内接。
[0081]图17为棒状透镜3的中心01与棱镜4的圆弧中心02未偏心而重叠的比较例。棒状透镜3的直径d = 200 μ m，射出面44c的宽度W = 200 μ m，均与图4的实施方式相同，但棱镜4的最大直径D = 282 μ m，比实施方式的D = 250 μ m大32 μ m，因此不优选。
[0082]图4的侧方射出装置中，经测定射出面4c上的束径之后发现，棒状透镜的数值孔径NA = 1.53时，为142 μ m。并且，使用数值孔径NA = 1.61的棒状透镜时，为135 μ m。
[0083]图5表示棱镜4与图4完全相同且使用外径d = 180 μm的棒状透镜时熔接部上的棒状透镜3与棱镜4之间的位置关系。此时，棒状透镜3的中心01与棱镜4的圆弧中心(切除之前的圆的中心)02偏心25 μ m，且棒状透镜3不会从棱镜4凸出而容纳于内侧。
[0084]图5的侧方射出装置中，经测定射出面4c上的束径之后发现，棒状透镜的数值孔径NA = 1.53时，为129 μ m。并且，使用数值孔径NA = 1.61的棒状透镜时，为122 μ m。
[0085]图6为棱镜4的剖面形状的说明图。其基本形状是直径为D的圆形，以厚度为L的弓形切除外周的一部分，并形成宽度为W的平面状射出面4c。
[0086]图7表示D = 250 μ m时切除量L与射出面宽度W及最小直径D-L之间的关系。例如，切除量L = 50 μm时，成为射出面宽度W = 200 μm，最小直径D-L = 200 μπι。
[0087]产业的可利用性
[0088]本发明的侧方射出装置除了被用作OCT的光学探头之外，还能够用作激光二极管与单模光纤的耦合等光通信用光纤模块、距离/位移传感器用光学探头、内窥镜用光学探头等。
[0089]符号说明
[0090]1-侧方射出装置，11-侧方射出装置，12-侧方射出装置，13-侧方射出装置，14-侧方射出装置，2-光纤，2a_覆盖物，3-棒状透镜，4-棱镜，4a_前端倾斜面，4b_最前端部，4c-射出面，41-棱镜，42-棱镜，43-棱镜透镜，44-棱镜，5-光束。
【主权项】
1.一种侧方射出装置，其具有:光纤；一端熔接在该光纤的端面的棒状透镜；及熔接在该棒状透镜的另一端的棱镜，该棱镜呈圆柱形外周的一部分被切除而形成与轴线平行的平面状射出面的基本形状，并具有倾斜地切除其前端部的前端倾斜面，从光纤入射到棱镜内的光在该前端倾斜面被反射并从所述射出面射出，该侧方射出装置的特征在于， 在所述棒状透镜与棱镜的熔接部，棒状透镜的熔接端面的外径为棱镜的熔接端面的最小直径以下， 棒状透镜的熔接端面不会从棱镜的熔接端面凸出， 棒状透镜的熔接端面的中心与棱镜的熔接端面的圆弧部的中心偏心。2.根据权利要求1所述的侧方射出装置，其中， 所述棒状透镜的熔接端面的外径与所述棱镜的熔接端面的最小直径相等。3.根据权利要求1或2所述的侧方射出装置，其中， 所述棱镜的最大直径为光纤直径的2倍以下。4.根据权利要求1至3中任一项所述的侧方射出装置，其中， 对所述棱镜的最前端部进行了倒角加工。
【专利摘要】发明提供一种防止棒状透镜与棱镜之间的熔接部上的耦合效率变差，能够使外径极细，并且还能够延长至束腰为止的距离的侧方射出装置。本发明的侧方射出装置具有：光纤(2)；一端熔接在该光纤的端面的棒状透镜(3)；及熔接在该棒状透镜的另一端的棱镜(4)，所述棱镜呈圆柱形外周的一部分被切除而形成与轴线平行的平面状射出面(4c)的基本形状，在所述棒状透镜与所述棱镜之间的熔接部，所述棒状透镜的熔接端面的外径为所述棱镜的熔接端面的最小直径以下，所述棒状透镜的所述熔接端面不会从所述棱镜的所述熔接端面凸出，且所述棒状透镜的所述熔接端面的中心O1与所述棱镜的所述熔接端面的圆弧中心O2偏心。
【IPC分类】A61B1/00, G02B6/02, G01N21/17, G02B6/26
【公开号】CN105051583
【申请号】CN201380075085
【发明人】丸山直文, 福田敏明
【申请人】东洋制罐集团控股株式会社
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2013年3月27日
【公告号】WO2014155584A1