CN100349028C - 中空波导管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机械性方面坚固、即使是弯曲半径小也不破裂、导热性优异、能以低损失传输所传输光的中空波导管及其制造方法，该中空波导管包括由内侧的金属层与外侧的金属层构成的金属包层管和在该金属包层管内侧形成的中空区域，所述金属包层管是将由互不相同的金属材料构成的金属管压焊而形成。

Description

中空波导管及其制造方法

技术领域

本发明涉及在红外波段的光的传输介质，尤其涉及适于高输出功率的光能传输的中空波导管及其制造方法。

另外，本发明涉及在紫外波段的光的传输介质，尤其涉及适于高输出功率的光能传输的中空波导管及其制造方法。

背景技术

(1)用于红外光传输的光波导管

波长大于等于2μm的红外光广泛应用于医疗、工业加工、计量、分析、化学等各个领域。尤其是波长2.94μm段的Er-YAG激光器、5μm段的CO激光器、10.6μm段的CO₂激光器，由于振荡效率高且能够获得高输出功率，对水的吸收也大，因此正应用于医疗用激光治疗仪和工业加工用的光源。

以往用于通信的石英系光纤，对于波长大于等于2μm的激光，分子振动引起的红外吸收较大，所以造成很大损失。因此，作为传输这类红外光的波导管一般不能使用石英系光纤。于是，对于应用范围广的红外波段也能够适用的新型光波导管的开发就活跃了起来。

作为传输波长大于等于2μm的红外光的波导管，开发了内装有对传输光的波段透明的电介质层的中空波导管，被证实具有优异的传输特性。

图5为表示现有中空波导管4的截面图。中空波导管4由玻璃毛细管41、形成于玻璃毛细管41内壁上的金属层42、形成于金属层42上的电介质层43、在电介质层43内侧作为芯形成的中空区域44构成。玻璃毛细管41是用于保持中空波导管4的机械强度的基材。电介质层43在所传输光的波段上是透明的，其膜厚通常为亚微米或其以下并根据所传输光的波长而设定最佳厚度。在传输中空波导管4的光的波段中光吸收较大，因此光能不会深入到金属层42内，所以连接电介质层43的金属层42的厚度只要大于等于透入深度即可。传输中空波导管4的光，通过在中空区域44与电介质层43的边界及电介质层43与金属层42的边界上反复进行反射而被传输。

具体地说，已公开了在玻璃毛细管41的内壁上通过电镀形成由银构成的金属层42，并且通过将聚酰亚胺的前驱体溶液或溶解了烯烃类聚合物的溶液等进行热固化来形成电介质层43的中空波导管(如参照特开平8-234026号公报、特开2002-71973号公报)。

即使在具有极其平滑基底的玻璃毛细管41上通过电镀形成金属层42的情况，金属层42的膜厚越厚，金属层42的表面粗糙度也会越大。因此，由于金属层42只要有数百程度的膜厚就足以保证光学性，所以金属层42只要是不损害镜面状态则尽量做薄。

构成内装电介质层43的聚酰亚胺及烯烃类聚合物等的有机类材料具有材料固有的红外吸收峰波长。但由于电介质层43的膜厚很薄，因此除此红外吸收峰波长的红外区域的传输光，在电介质层43内几乎不衰减。因此，电介质层43可看作是传输光达到金属层42前所经过的透明材料。尤其在Er-YAG激光器和CO激光器、CO₂激光器的振荡波段，由于聚酰亚胺和烯烃类聚合物等特定的有机材料不具有大的红外吸收峰，所以中空波导管4能够以低损失传输实际应用中重要的红外激光。进而，由于金属层42通过电镀形成得非常薄而确保中空波导管内壁的平滑性，因此，不仅是红外激光，还能够传输作为导向光的可见光。

如上所述，除上述具有由有机类材料构成的电介质层43的中空波导管4以外，还开发出了具有使部分金属层产生化学变化的电介质层的中空波导管。例如已知有在玻璃毛细管内壁上通过电镀形成由银构成的金属层、其部分金属层被碘化而生成碘化银层、此碘化银层起着透明的电介质层的作用的中空波导管。碘化银在红外波段为透明的无机物，不存在聚合物材料那种材料固有的红外吸收峰，所以光能够在红外波长区域以低损失进行传输。

作为确保中空波导管的机械强度的基材，除上述的玻璃毛细管之外，还提出了由可挠性优异的氟树脂等构成的树脂制软管。也提出了安装于长尺寸光传输通道尖端的激光探针和不大需要可挠性的用途时，将比玻璃毛细管机械性方面更坚固的不锈钢管等进行内面研磨的基材。进而也提出了为了省略采用电镀的银层形成工序，直接使用由银等贵金属制成的管作为基材，将其进行内面研磨而形成电介质层的中空波导管。

(2)用于紫外光传输的光波导管

另一方面，波长小于等于250nm的紫外光也广泛应用于医疗、工业加工、计量、分析、化学等各个领域。尤其是波长248nm的KrF激光器、波长193nm的ArF激光器、波长157nm的F2激光器等受激准分子激光器或者Q开关YAG高调波激光器能够获得高输出功率，作为半导体曝光、萤光分析、或者医疗仪器和工业加工用的光源十分重要。

目前用于通信的石英系光纤，能够低损失地传输大致波长大于等于200nm的光。尤其是最近，充实型石英系光纤以紫外光传输为特定目的而得以改进。

紫外区域的吸收为电子跃迁引起的吸收带，吸收光谱特性因所含杂质和结构缺陷而受到很大影响。目前常用的石英系光纤的高纯度化已达到可对金属杂质造成的吸收忽略不计的程度。因而，石英系光纤在紫外区域的透过率取决于与制造条件有关的石英玻璃中的结构缺陷。

微量的结构缺陷与制造条件有关，例如因制造时的氧化还原气氛而产生缺氧型缺陷或氧过量型缺陷。如光纤的将烟炱状的二氧化硅粒子(煤烟)在卤气环境中通过脱水处理、热处理进行透明玻璃化的制造方法中，产生缺氧缺陷，其结果紫外区域的透过率下降。由于脱水处理会使OH基含量发生变化，因此，紫外区域的透过率与OH基有关。

实施脱水处理后的无水型二氧化硅玻璃可以在波长245nm及163nm观测到Si-Si缺氧缺陷引起的吸收带。进一步，将煤烟在还原性气氛中烧结的二氧化硅玻璃可以在240nm观测到吸收带。

对应于此，将煤烟在He气环境中烧结的二氧化硅玻璃，含有高浓度OH基，在200～400nm内未观测到显著的吸收带。如上所述，以紫外光传输为目的的石英纤维与OH基的含量有关。

另一方面，与这种充实型石英系光纤不同，还提出了以紫外光传输为目的，在中空玻璃毛细管内部通过有机金属气相淀积法(MOCVD法)将铝进行内装的中空波导管(光アライアンス，1999年，7月，pp.20～22)。与石英系光纤相比，中空波导管的优点在于耐高能密度。相对于充实型石英系光纤时传输能量密度界限为50mJ/cm²左右，中空波导管时能够进行能量密度大于等于2J/cm²的光束传输。又，即使是改进为紫外光用石英系光纤的情况，ArF激光器的波长193nm也为其大致界限，很难传输进一步短波长的真空紫外区域的光。与此相比，内装了铝薄膜的中空波导管能够传输的波长达到130nm左右，还能传输157nm的F2激光。

发明内容

(1)红外光传输用中空波导管的问题

然而，现有的红外光传输用中空波导管存在以下问题。即，使用玻璃毛细管41的中空波导管4虽然具有可挠性，但当长时间保持小的弯曲半径时存在突然破裂的可能。进而，插入到人体或在受到冲击和外部压力的使用环境中使用时存在破损的可能性，因此不好。

基材使用了氟树脂等树脂制软管的中空波导管，其破损的可能性虽低于玻璃毛细管，但因冲击和外部压力，其截面形状和长度方向的传输通道整体的弯曲形状易出现不规则变化，致使传输特性产生变化。又，树脂制软管与玻璃毛细管相比，内壁的表面粗糙，难以通过研磨和刻蚀将内壁表面粗糙度改善到同玻璃一样。因此，可见光等短波长传输中损失增大。

另外，由于在中空波导管中的传输光的损失全部被转换成热量，所以使用了导热系数小的玻璃或树脂制软管作为基材的中空波导管会伴有局部发热的可能性。

通过电镀在玻璃毛细管内壁上形成银层，并将其内壁进行碘化，以碘化银作为电介质层的中空波导管，为了避免被碘化的银层消失，银层必须形成为比赋予光学性的膜厚还要充分地厚。其结果，内装了碘化银层的中空波导管内壁表面的粗糙度损害了银层的镜面状态，尤其不利于可见光等短波长的光传输。

在用于不需要可挠性的用途时，从机械性强度高或导热系数大的方面来说，宜使用金属管作为中空波导管的基材。然而，使用现有的将内面研磨成镜面状态的不锈钢管作为基材，并通过电镀在其内壁形成银层的中空波导管，因电镀而破坏了内壁表面的平滑性，与对玻璃毛细管进行镀银的中空波导管相比，平滑性明显差。

图6表示在将不锈钢管的内壁研磨成镜面状态、并通过电镀在其内壁形成银层的金属中空波导管中传输白光时的波长—损失特性；图7表示在玻璃毛细管的内壁通过电镀形成银层的金属中空波导管中传输白光时的波长—损失特性。两金属中空波导管的长度为40cm，内径为0.7mm，根据电镀的银层的膜厚也相同。

如图6、7所示，不锈钢管的金属中空波导管的损失比玻璃毛细管的金属中空波导管的损失大得多。尤其是，波长越短损失越大。这是因为，不锈钢管的内面研磨达不到与玻璃毛细管相同的平滑度，或者两者即使平滑度相同，也因基底材料不同而银层的表面粗糙度不同，致使基底的平滑度无法维持。由于这一特性，将不锈钢管进行内面研磨并通过电镀形成银层的中空波导管，在传输损失方面要比在玻璃毛细管上通过电镀形成银层的金属中空波导管差。

并且，玻璃毛细管的中空波导管还存在对外力的耐性低、因使用导热系数低的玻璃作为基材而易引起局部发热、镀银易剥离等问题。

也曾探讨通过直接将银管进行内面研磨以去除镀金属膜的工序，来代替将不锈钢管进行内面研磨进而形成镀银层的中空波导管，维持其内壁的表面粗糙度的中空波导管。由于此中空波导管的基材整体为银，所以成本甚高。众所周知，要想以低损失传输红外波段激光，作为中空波导管的赋于光学性的金属材料，除银之外还有金和铜是适宜的。用金形成中空波导管的基材，从成本角度看很难实用化。另外，由于银和铜会因氧化或硫化而产生明显的变色，所以用这些材料形成中空波导管的基材并暴露在外部环境中是不好的。并且，将这些材料用于基材的中空波导管即使稍有弯曲也易产生塑性变形，尤其在产生反复弯曲的使用环境下，传输特性明显劣化。

(2)紫外光传输用中空波导管的问题

现有的紫外光传输用中空波导管存在以下问题。

即，向通常使用的石英光纤中入射紫外光的脉冲辐射时，尽管初期的透过率良好，但随着光照时间的延长透过特性趋于劣化(Appl.Opt.1988，27，p.3124)。

如上所述，将OH基浓度加以调整、即使用于紫外光也能进行稳定传输的紫外光传输用石英光纤也在研发之中，但应用范围广阔的ArF激光器和KrF激光器传输等传输在长期可靠性方面还存在弱点。如果是更短波长的F2激光器或者是高输出功率脉冲，石英光纤将不能维持长时间稳定的传输。

另一方面，铝中空波导管有望在波长小于等于190nm或高功率强度的紫外激光传输方面胜过石英光纤。但是，通过MOCVD法在前述石英玻璃毛细管内部内装了铝薄膜的中空波导管，铝薄膜的附着力未必充分强而易剥离。尤其是由中空波导管传输紫外光时，为了防止空气中的氧变为吸收紫外光的臭氧而增加传输损失，一般是使中空内部成为真空或者封入稀有气体。因此，一旦内装的铝薄膜的附着力变弱，在吸引、导入气体时薄膜就有可能剥离。

另外，若要将铝薄膜在石英毛细管的内部形成，则需要昂贵的MOCVD装置。

进而，使用了这种玻璃毛细管的中空波导管，对外力的耐性低，存在因冲击和弯曲导致破裂的担忧。

因而，本发明的目的在于提供一种机械性方面坚固、即使弯曲半径小也不破裂、导热性优异、能低损失传输所传输光的中空波导管及其制造方法。

进而，本发明的目的在于提供一种对于具有高的峰值功率的短波长紫外激光也能够维持长期稳定的传输效率的中空波导管及其制造方法。

(1)根据本发明的一个方面提供一种中空波导管，其包括由内侧的金属层与外侧的金属层构成的金属包层管和在该金属包层管内侧形成的中空区域，所述金属包层管是将由互不相同的金属材料构成的金属管进行压焊而形成。

(2)根据本发明的另一方面提供一种中空波导管，其包括由内侧的金属层与外侧的金属层构成的金属包层管、在该金属包层管内壁上形成的电介质层、在该电介质层内侧形成的中空区域，所述金属包层管是将由互不相同的金属材料构成的金属管进行压焊而形成。

(3)根据本发明的另一方面提供一种中空波导管的制造方法，该方法是制造由金属管和形成于该金属管内侧的中空区域构成的中空波导管的方法，包括将由互不相同的金属材料构成的金属管进行压焊来形成由内侧的金属层与外侧的金属层构成的金属包层管的工序和将所述内侧的金属层表面进行研磨的工序。

(4)根据本发明的另一方面提供一种中空波导管的制造方法，该方法是制造由金属管和形成于该金属管内侧的中空区域构成的中空波导管的方法，包括将由互不相同的金属材料构成的金属管进行压焊来形成由内侧的金属层与外侧的金属层构成的金属包层管的工序；将所述内侧的金属层表面进行研磨的工序；在所述研磨后的内侧金属层的内壁上形成电介质层的工序。

(5)根据本发明的另一方面提供一种中空波导管，该中空波导管包括由互不相同的金属材料构成的由内侧的金属层与外侧的金属层构成的金属包层管和在该金属包层管内侧形成的中空区域，所述外侧的金属层与所述内侧的金属层的粘结强度为大于等于10MPa。

所述内侧的金属层最好由复折射率的绝对值高的金属材料构成。

所述内侧的金属层可由金、银或铜构成，且所述外侧的金属层可由不锈钢、磷青铜、钛或钛合金构成。

所述内侧的金属层可由铝构成，且所述外侧的金属层可由不锈钢、磷青铜、钛或钛合金构成。

所述内侧的金属层可由银构成，且所述电介质层可由碘化银构成。

所述内侧的金属层可由铝构成，且所述电介质层可由氧化铝构成。

由所述氧化铝构成的电介质层最好具有小于等于0.1μm的厚度。

通过本发明，能得到机械性方面坚固、即使弯曲半径小也不破裂、导热性优异、能低损失传输所传输光的中空波导管。

附图说明

图1为表示根据本发明的第一个实施方式的中空波导管的截面图；

图2表示第一个实施方式的金属中空波导管的波长—损失特性；

图3(a)～(c)为表示第一个实施方式的中空波导管的制造工序；

图4为表示根据本发明的第二个实施方式的中空波导管的截面图；

图5为表示现有中空波导管的截面图；

图6表示用不锈钢管作为中空波导管基材的现有的金属中空波导管的波长—损失特性；

图7表示用玻璃毛细管作为中空波导管基材的现有的金属中空波导管的波长—损失特性。

图中，1、4、21为中空波导管；10为金属包层管；11为不锈钢层；12为银包层；13为电介质层；14、44为中空区域；15为银管；16为不锈钢管；20为铝包层不锈钢管；22为铝包层；23为氧化铝层；41为玻璃毛细管：42为金属层；43为电介质层。

具体实施方式

以下，根据附图就本发明适宜的实施方式进行详细说明。

图1为表示根据本发明的第一个实施方式的中空波导管1的截面图。

如图1所示，中空波导管1为，作为金属管以圆筒形的银管为内侧、以不锈钢管为外侧通过压焊形成为一体，来形成由银包层12和不锈钢层11构成的银包层不锈钢管(金属包层管)10，并在其内壁作为电介质层13形成烯烃类聚合物层而得到的管。电介质层13内的中空区域14相当于使光传输的芯。

关于此中空波导管1的制造方法说明如下。

如图3(a)所示，本实施方式中首先准备好两根金属管，即不锈钢管16和外径比不锈钢管16内径小的银管15，将银管15插入不锈钢管16内，通过挤压轧制形成不锈钢层与银层被压焊的双重积层管。然后，反复进行拉拔加工，直到形成预期的最终形状，得到细径的银包层不锈钢管(金属包层管)10。

将形成银包层不锈钢管(金属包层管)10后的、内侧的由银管15形成的层称为银包层12；外侧的由不锈钢管16形成的层称为不锈钢层11。银包层12与不锈钢层11的粘结强度为大于等于10MPa。银包层不锈钢管(金属包层管)10中的银包层12的膜厚比由无电解形成的银膜充分地厚，因此，即使对银包层不锈钢管(金属包层管)10实施弯曲等加工，银包层12也不会剥离。

作为中空波导管1的尺寸的例子，金属包层管10的外径为1.1mm；内径为0.66mm；不锈钢层11的厚度为0.15mm；银包层12的厚度为0.07mm。考虑到根据研磨的研磨余量，银包层12的厚度最好大于等于0.05mm，并且，为了均匀地形成于同心圆上、抑制因弯曲加工等造成的银包层12的变形和剥离，优选比不锈钢层11更薄。

一般来说，作为适宜做中空波导管的内侧金属管的材料所举例的金、银、铜比作为外侧金属管的材料所举例的不锈钢、磷青铜、钛、钛合金更软，易产生塑性变形，因此，内侧金属管的厚度最好为外侧金属管厚度的1/2或其以下。

接着，如图3(b)所示，将银包层12的内壁进行机械化学研磨以制成镜面状态。此工序并用根据化学研磨的溶出和根据磨粒的摩擦作用，不仅能实现内面的平滑化，还能消除银包层12的已变质层。比较研磨前后的内面粗糙度，可知中心线平均粗糙度Ra从1.1μm降低到0.001μm，最大粗糙度Rmax从8.9μm降低到0.03μm。本发明涉及的中空波导管主要用于传输红外光，但同时也适合传输作为导向光的波长短的可见光。因此，内面粗糙度优选对应所传输光的波长，以Ra计为小于等于1/200，以Rmax计为小于等于1/20。研磨后的银包层12的膜厚减少量为0.02mm，其结果，最终的银包层不锈钢管10的内径为0.7mm。

最后，如图3(c)所示，向将内壁研磨成镜面状态的银包层不锈钢管10的内部注入溶解了烯烃类聚合物的溶液，并进行热处理使之固化，则可以得到在银包层12的表面内装烯烃类聚合物层(电介质层13)的中空波导管1。考虑到传输光的波长，电介质层13的膜厚定为0.3μm，以能够低损失地传输波长10.6μm的CO₂激光。

下面就本实施方式的作用加以说明。

中空波导管1是以金属包层管10及电介质层13为包层，以中空区域14为芯来传输激光。具体地说，激光是通过在中空区域14与电介质层13的边界和电介质层13与银包层12的边界反复反射，而传输到传输方向(中空波导管长度方向)。本实施方式的中空波导管1能够将波长10.6μm的CO₂激光以长40cm、透过率95％或其以上进行传输。

中空波导管1由于基材使用了不锈钢管16，在机械性方面坚固的同时，不发生因弯曲半径小的弯曲和外部压力等造成的塑性变形，所以几乎不存在破损和传输特性的劣化。进而，由于不锈钢层11、银包层12都是由导热系数大的金属形成金属包层管10，因此能够抑制局部性发热。由于金属包层管10的内侧的金属层使用了复折射率的绝对值大的金属即银，所以能够成为反射率大的包层，减少所传输光的放射损失。另外，由于将银管15压焊在基材的不锈钢管16上来形成金属包层管10，所以几乎不存在从银包层12的基材即不锈钢层11剥离的问题。

在此，将图2所示的中空波导管1的波长—损失特性与图6、7所示的波长—损失特性加以比较。

图2为使白色光在将银包层12的内壁研磨成镜面状态的金属中空波导管(金属包层管)10中传输时的波长—损失特性。如图2所示，金属中空波导管(金属包层管)10的波长—损失特性呈现在短波段损失变大的特性，但是与图6的在不锈钢管的内壁经电镀形成银层的金属中空波导管的波长—损失特性比较的话，在任何波段损失都小。并且与图7的在玻璃毛细管的内壁经电镀形成银层的金属中空波导管的波长—损失特性比较的话，两者的传输损失程度大致相同。因此，本实施方式的中空波导管1具有上述的基材中使用了不锈钢管的长处，并能实现光的低损失传输。

进而，从图2的特性曲线可知，与经电镀形成的银层的折射率相比，本实施方式的银包层的折射率更接近银基体的折射率。

并且，根据本实施方式的中空波导管1的制造方法，能够制造上述的机械强度高、不易因小的弯曲和冲击及外部压力而破损、在光学特性方面也能以低损失传输从可见光到红外波段的光的中空波导管。

上述实施方式的中空波导管1中，电介质层13使用了烯烃类聚合物，而作为其变形例，也可将部分银包层通过进行碘化来在银包层的内壁上形成由碘化银构成的电介质层。

此种电介质层由碘化银形成的中空波导管的制造方法一直到上述图3(a)、(b)与中空波导管1的制造方法相同，但在将银管的内壁进行研磨后，使部分银包层化学变化为碘化银。此制造方法中，由于使部分银包层化学变化来形成碘化银层(电介质层)，所以在形成银包层时需要考虑到碘化银层的厚度。

在玻璃毛细管的内壁形成镀银层并使其部分化学变化为碘化银层的现有中空波导管中，镀银层必须考虑碘化的量而形成得厚，导致镀银层内壁的表面变得粗糙。与该现有的中空波导管相比，本实施方式中，由于使用将内壁研磨成镜面状态的银包层不锈钢管，所以能够维持表面被研磨的状态，其结果比在玻璃毛细管的内壁镀银的情况表面更为平滑，能够低损失地传输激光。进而，具有与上述中空波导管1相同的功效。

本实施方式的中空波导管1中，对金属包层管的内侧包层使用了银管15，而在不使用由碘化银构成的电介质层的中空波导管中，不仅是银，使用由金、铜等复折射率的绝对值大的金属构成的管也同样能在红外波段以低损失进行激光传输。

另外，本实施方式的中空波导管1中，对外侧金属管使用了不锈钢管16，然而并不局限于此，也可以使用不易产生塑性变形的磷青铜管、即使插入人体也无毒安全的钛或镍钛等钛合金。

图4为表示根据本发明第二个实施方式的中空波导管21的截面图。图4中，相同的构成要素以图1中所用相同的符号表示。

如图4所示，中空波导管21为，作为金属管以圆筒形的铝管为内侧、以不锈钢管为外侧通过压焊形成为一体，形成由铝包层22和不锈钢层11构成的铝包层不锈钢管(复合金属管)20，再将铝包层22的内壁面进行研磨而得到的管。使铝包层22内壁面的表层氧化来形成氧化铝层23(Al₂O₃)，经中空区域14传输紫外光。

下面就此中空波导管21的制造方法加以说明。

本实施方式首先准备好两根金属管，即不锈钢管和外径小于不锈钢管内径的铝管，将铝管插入不锈钢管内，经挤压轧制形成不锈钢层与铝层被压焊的双重积层管。然后，反复进行拉拔加工，直到形成预期的最终形状，得到细径的铝包层不锈钢管20。

将形成铝包层不锈钢管20后的、内侧的由铝管形成的层称为铝包层22；外侧的由不锈钢管形成的层称为不锈钢层11。铝包层22与不锈钢层11的粘结强度为大于等于10MPa。铝包层不锈钢管20中的铝包层22的膜厚比在玻璃毛细管内由MOCVD法形成的铝膜充分地厚，因此，即使对铝包层不锈钢管实施弯曲等加工，铝包层22也不会剥离。

中空波导管21的尺寸为，如铝包层不锈钢管20的外径为1.1mm；内径为0.66mm；不锈钢层11的厚度为0.15mm；铝包层22的厚度为0.07mm。考虑到根据研磨的研磨余量，铝包层22的厚度最好大于等于0.05mm。

另外，为了均匀地形成于同心圆上，及抑制因弯曲加工等造成的铝包层22的变形和剥离，最好比不锈钢层11更薄。作为外侧金属管的材料，除不锈钢外可以举出不易塑性变形的磷青铜、即使插入人体也无毒安全且轻的钛或镍钛等钛合金。铝比作为外侧金属管的材料的这些候补材料更软，易产生塑性变形，因此，内侧金属管(铝管)的厚度最好为外侧金属管厚度的1/2或其以下。

接着，将铝包层22的内壁面进行机械化学研磨而成为镜面状态。此工序并用根据化学研磨的溶出和根据磨粒的摩擦作用。比较研磨前后的内面粗糙度，可知中心线平均粗糙度Ra从1.1μm降低到小于等于0.01μm，并且最大粗糙度Rmax从9μm降低到小于等于0.03μm。研磨后的铝包层22的膜厚减少量为0.02mm，其结果，最终的铝包层不锈钢管20的内径为0.7mm。

更为理想的话，最后通过边向内壁研磨成镜面状态后的铝包层不锈钢管20的内部注入水蒸气边进行高温热处理，使铝包层22的内壁面氧化来形成氧化铝层23。由此可防止铝包层22的化学变质，同时能抑制高输出功率紫外激光引起的烧蚀。该效果对于具有小于等于0.1μm的膜厚的氧化铝层23来说能够充分获得。

下面就本实施方式的效果进行说明。

中空波导管21由于基材使用了不锈钢管，所以在机械性方面坚固的同时，不易因弯曲半径小的弯曲和外部压力等而造成塑性变形，因此几乎不存在破损和传输特性的劣化。

进而由于不锈钢层11、铝包层22都是由导热系数大的金属材料形成，所以即使在因激光传输而发热的情况，也能抑制局部性发热。

由于将铝管压焊在基材的不锈钢管上来形成铝包层不锈钢管20，所以铝包层22不易从作为基材的不锈钢层11剥离。

Claims (21)

1.一种中空波导管，其特征是，包括由内侧的金属层与外侧的金属层构成的金属包层管、在该金属包层管内侧形成的中空区域，所述金属包层管是将由互不相同的金属材料构成的金属管压焊而形成，所述压焊是通过挤压扎制形成外金属层和内金属层被压焊的双重积层管，然后，反复进行拉拔加工直到形成预期的最终形状。

2.根据权利要求1所述的中空波导管，其特征是，进一步包括在所述金属包层管内壁上形成的电介质层。

3.根据权利要求1或2所述的中空波导管，其特征是，所述内侧的金属层由金、银或铜金属材料构成。

4.根据权利要求1所述的中空波导管，其特征是，所述内侧的金属层由金、银或铜构成，且所述外侧的金属层由不锈钢、磷青铜、钛或钛合金构成。

5.根据权利要求2所述的中空波导管，其特征是，所述内侧的金属层由金、银或铜构成，且所述外侧的金属层由不锈钢、磷青铜、钛或钛合金构成。

6.根据权利要求1所述的中空波导管，其特征是，所述内侧的金属层由铝构成，且所述外侧的金属层由不锈钢、磷青铜、钛或钛合金构成。

7.根据权利要求2所述的中空波导管，其特征是，所述内侧的金属层由铝构成，且所述外侧的金属层由不锈钢、磷青铜、钛或钛合金构成。

8.根据权利要求2或5所述的中空波导管，其特征是，所述内侧的金属层由银构成，且所述电介质层由碘化银构成。

9.根据权利要求2或7所述的中空波导管，其特征是，所述内侧的金属层由铝构成，且所述电介质层由氧化铝构成。

10.根据权利要求7所述的中空波导管，其特征是，所述由氧化铝构成的电介质层具有小于等于0.1μm的厚度。

11.一种中空波导管的制造方法，该方法是制造由金属管和形成于该金属管内侧的中空区域构成的中空波导管的方法，其特征是，包括：将由互不相同的金属材料构成的金属管进行压焊来形成由内侧的金属层与外侧的金属层构成的金属包层管的工序，所述压焊是通过挤压扎制形成外金属层和内金属层被压焊的双重积层管，然后，反复进行拉拔加工直到形成预期的最终形状；将所述内侧的金属层表面进行研磨的工序。

12.根据权利要求11所述的中空波导管的制造方法，该方法是制造由金属管和形成于该金属管内侧的中空区域构成的中空波导管的方法，其特征是，进一步包括在所述研磨后的内侧金属层的内壁上形成电介质层的工序。

13.根据权利要求11或12所述的中空波导管的制造方法，其特征是，所述内侧的金属层由金、银或铜金属材料构成。

14.根据权利要求11所述的中空波导管的制造方法，其特征是，所述内侧的金属层由金、银或铜构成，且所述外侧的金属层由不锈钢、磷青铜、钛或钛合金构成。

15.根据权利要求12所述的中空波导管的制造方法，其特征是，所述内侧的金属层由金、银或铜构成，且所述外侧的金属层由不锈钢、磷青铜、钛或钛合金构成。

16.根据权利要求11所述的中空波导管的制造方法，其特征是，所述内侧的金属层由铝构成，且所述外侧的金属层由不锈钢、磷青铜、钛或钛合金构成。

17.根据权利要求12所述的中空波导管的制造方法，其特征是，所述内侧的金属层由铝构成，且所述外侧的金属层由不锈钢、磷青铜、钛或钛合金构成。

18.根据权利要求12或15所述的中空波导管的制造方法，其特征是，所述内侧的金属层由银构成，且所述电介质层由碘化银构成。

19.根据权利要求12或17所述的中空波导管的制造方法，其特征是，所述内侧的金属层由铝构成，且所述电介质层由氧化铝构成。

20.根据权利要求19所述的中空波导管的制造方法，其特征是，所述由氧化铝构成的电介质层具有小于等于0.1μm的厚度。

21.根据权利要求1或2所述的中空波导管，其特征是，包括由互不相同的金属材料构成的由内侧的金属层与外侧的金属层构成的金属包层管和在该金属包层管内侧形成的中空区域，所述外侧的金属层与所述内侧的金属层的粘结强度为大于等于10MPa。

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