DE3921512C1 - Coupling piece for powerful laser pulses - has ceramic sleeve surrounding end section of glass optical fibre but leasing projecting piece - Google Patents
Coupling piece for powerful laser pulses - has ceramic sleeve surrounding end section of glass optical fibre but leasing projecting pieceInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Einkoppelstück für energiereiche Laserpulse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a coupling piece for high-energy Laser pulses according to the preamble of claim 1.
Bei der Laserlithotripsie mit Übertragung der Energie in einer Glasfaser (Lichtleiter) sind hohe Lichtleistungen in die Glasfaser einzukoppeln. Das vom Laser erzeugte Licht wird über eine Einkoppeloptik (Sammellinse) in die Glasfaser geleitet. Bei der Einkopplung von hohen Leistungen von gepulsten Lasern in die Glasfaser kann an dem Stecker, der die Faser hält, ein laserinduzierter Durchbruch aufgrund der hohen Feldstärke im Fokusbereich der Einkoppeloptik entstehen. Durch diesen laserinduzierten Durchbruch kann ein Plasma erzeugt werden, welches die Zerstörung der Faser zur Folge haben kann. Aufgrund dieses Effekts ist die einkoppelbare Laserleistung in die Faser begrenzt.In laser lithotripsy with transfer of energy in a glass fiber (light guide) are high light outputs in to couple the fiber. The light generated by the laser is via a coupling optics (converging lens) into the glass fiber headed. When coupling high performance of pulsed lasers in the glass fiber can on the connector, which holds the fiber, due to a laser-induced breakthrough the high field strength in the focus area of the coupling optics arise. Because of this laser-induced breakthrough a plasma can be generated which destroys the Fiber can result. Because of this effect, the laser power that can be coupled into the fiber is limited.
Aus der DE-OS 34 44 824 ist ein Einkoppelstück für die intrakorporale Laserbestrahlung bekannt, bei dem das Licht auf einen planen Glasfaseranfang fokussiert wird.From DE-OS 34 44 824 is a coupling piece for the intracorporeal laser radiation known in which the light is focused on a flat fiber optic start.
Fig. 2 der Literaturstelle zeigt eine Möglichkeit, an der Austrittsseite der Glasfaser den Mantel ein Stück zu entfernen, um Beschädigungen zu vermeiden.Fig. 2 of the reference shows one possibility at which Exit side of the glass fiber to remove the sheath a bit, to avoid damage.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Einkoppelstück vorzuschlagen, mit dem hohe Laserleistungen ohne Beschädigung der Glasfaser eingekoppelt werden können.The object of the invention is to propose a coupling piece, with the high laser powers without damage the fiber can be coupled.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einem Einkoppelstück mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausführungen der Erfindung sind Gegenstände von Unteransprüchen.This object is achieved according to the invention by a coupling piece with the features of claim 1. Embodiments of the invention are the subject of subclaims.
Erfindungsgemäß kann durch die Keramikhülse in Verbindung mit einem bis zu 1 cm großen Faserüberstand die Schwelle für das Entstehen eines Plasmas nach oben hin verschoben werden. Damit ist die einkoppelbare Laserleistung nicht mehr durch die Plasmaentstehung am Stecker begrenzt.According to the invention, the ceramic sleeve can be connected the threshold with a fiber protrusion of up to 1 cm shifted upwards for the creation of a plasma will. This means that the laser power that can be coupled in is not more limited by the plasma formation at the connector.
Um einen möglichst hohen Einkoppelwirkungsgrad zu erhalten, muß das einkoppelseitige Faserende möglichst nahe hinter den Fokus der Einkoppeloptik gebracht werden. Dabei stellt sich folgendes Problem:In order to obtain the highest possible coupling efficiency, the coupling-in fiber end must be as close as possible behind bring the focus of the coupling optics. It poses the following problem:
In vielen Fällen ist es nicht möglich, 100% der Laserstrahlung - zum Beispiel aufgrund physikalischer Parameter oder mechanischer Toleranzen - in die Faser einzukoppeln. Der Teil der Strahlung, der nicht eingekoppelt wird, geht an der Faser vorbei und verursacht am Stecker ein Plasma, welches den Stecker selber, aber insbesondere die Faser und das Faserende, zerstört.In many cases it is not possible to use 100% of the laser radiation - for example due to physical parameters or mechanical tolerances - to couple into the fiber. The part of the radiation that is not coupled in goes past the fiber and causing a plasma at the connector, which is the connector itself, but especially the fiber and the fiber end, destroyed.
Dies wird erfindungsgemäß durch zwei Einrichtungen verhindert:According to the invention, this is prevented by two devices:
- - Der vordere Teil des Fasersteckers besteht aus Keramik. Keramik besitzt als Isolator eine wesentlich höhere Plasmaschwelle als ein Leiter wie zum Beispiel Metall.- The front part of the fiber connector consists of Ceramics. Ceramic has an essential insulator higher plasma threshold than a conductor such as Example metal.
-
- Durch den Faserüberstand ist die Energiedichte der
nicht eingekoppelten Strahlung am Stecker so
gering, daß es zu keinem Plasma am Stecker
kommt.
In einigen Fällen, wenn zum Beispiel aus mechanischen Toleranzen oder physikalischen Parametern ein großer Teil der Laserstrahlung am eingangsseitigen Ende der Faser vorbei geht, ist es von Vorteil, diesen eingangsseitigen Teil, also im Bereich des Überstands, so zu präparieren, daß nur der nackte Kern der Faser übersteht.
Im Stecker muß die Faser aber wieder von einem geeigneten Mantelmaterial, wie zum Beispiel 1. Mantel oder Kleber, umgeben sein, der die austretende Strahlung der Faser begrenzt. Dadurch wird im Stecker eine Überhitzung vermieden, die eine eventuelle Faserzerstörung zur Folge haben könnte.- Due to the fiber protrusion, the energy density of the radiation not coupled into the connector is so low that there is no plasma on the connector.
In some cases, for example, if a large part of the laser radiation passes the input end of the fiber due to mechanical tolerances or physical parameters, it is advantageous to prepare this part on the input side, i.e. in the area of the protrusion, so that only the bare core the fiber survives.
In the plug, however, the fiber must again be surrounded by a suitable sheath material, such as, for example, 1st sheath or adhesive, which limits the radiation emitted by the fiber. This prevents overheating in the connector, which could result in fiber destruction.
Sollte trotzdem, zum Beispiel durch Justagefehler, der Stecker in den Fokusbereich kommen und demzufolge ein Plasma an der Keramikhülse auftreten, wird die Faser nicht durch abspritzendes Metall beschädigt. Dies ist neben der erhöhten einkoppelbaren Laserleistung in die Glasfaser als weiterer Vorteil der Keramikhülse anzusehen.Should, for example due to adjustment errors, the Plugs come into the focus area and therefore come on Plasma will appear on the ceramic sleeve, the fiber will not damaged by splashing metal. This is in addition to the increased coupling power into the glass fiber as Another advantage of the ceramic sleeve.
Für die Hülse sind praktisch alle Keramiken verwendbar. Versuche mit weißem Macor zeigten gute Ergebnisse.Virtually all ceramics can be used for the sleeve. Tests with white Macor showed good results.
Als Fasern können beispielsweise verwendet werden:For example, the following fibers can be used:
-
a) Stufenindexfasern:
- - Voll-Glasfaser, Faseraufbau:
Kern aus Quarz, 1. Mantel aus Quarz, 2. Mantel aus Polymer oder - - HCS (Hard Clad Silica), Faseraufbau:
Kern aus Quarz, 1. Mantel aus Polymer
- - All-glass fiber, fiber structure:
Quartz core, 1st quartz jacket, 2nd polymer or jacket - - HCS (Hard Clad Silica), fiber structure:
Quartz core, 1st polymer shell
- - Voll-Glasfaser, Faseraufbau:
- b) Gradientenfasern.b) gradient fibers.
Bevorzugte Bemessungen:
Durchmesser der Faser
von 100 µm bis 1000 µm.
Länge des Überstandes
von 0,1 mm bis 10 mm.
Hülsendurchmesser
hauptsächlich SMA-Norm, andere Durchmesser auch
möglich.Preferred dimensions: diameter of the fiber from 100 µm to 1000 µm.
Length of the overhang from 0.1 mm to 10 mm.
Sleeve diameter mainly SMA standard, other diameters also possible.
Die Erfindung wird anhand von drei Figuren näher erläutert.The invention is illustrated by three figures.
Es zeigenShow it
Fig. 1 und 2 zwei erfindungsgemäße Einkoppelstücke, Fig. 1 and 2, two Einkoppelstücke according to the invention,
Fig. 3 schematisch das Einkoppeln von Laserlicht in eine Glasfaser mit dem erfindungsgemäßen Koppelstück. Fig. 3 shows schematically the coupling of laser light into a glass fiber with the coupling piece according to the invention.
Fig. 1 zeigt den Stecker ST, der die Glasfaser F umgibt. Erfindungsgemäß ist die Glasfaser F vorne von einer Keramikhülse K umgeben und ragt aus dieser Keramikhülse K ein kleines Stück heraus. Laserlicht wird in dieser Ausführung auf der rechten Seite des Einkoppelstücks eingeleitet. Fig. 1 shows the connector ST which surrounds the glass fiber F. According to the invention, the glass fiber F is surrounded at the front by a ceramic sleeve K and protrudes a little from this ceramic sleeve K. In this version, laser light is introduced on the right side of the coupling piece.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführung, bei der die Keramikhülse K, die sich an den Stecker ST anschließt, angespitzt ist. Zu erkennen ist wiederum der Überstand der Glasfaser F. Fig. 2 shows a further embodiment in which the ceramic sleeve K , which connects to the connector ST , is sharpened. The overhang of the glass fiber F can again be seen.
Fig. 3 zeigt den Einsatz eines Einkoppelstückes, hier wieder bestehend aus dem Stecker ST, der Keramikhülse K und dem vorstehenden Ende der Glasfaser F, beim Einkoppeln von Laserenergie. Das Licht kommt von rechts, wird von einer Einkoppeloptik, hier dargestellt durch eine Sammellinse, auf den Anfang der Glasfaser F fokussiert. Das Einkoppelstück führt das Licht dann auf die handelsübliche Glasfaser (links angedeutet) weiter. Fig. 3 shows the use of a coupling piece, again consisting of the connector ST , the ceramic sleeve K and the protruding end of the glass fiber F , when coupling in laser energy. The light comes from the right, is focused on the start of the glass fiber F by a coupling optics, shown here by a converging lens. The coupling piece then guides the light onto the commercially available glass fiber (indicated on the left).
Die Faser kann im Einkoppelstück geklemmt oder geklebt sein. Faser und Stecker sind auch steril lieferbar.The fiber can be clamped or glued in the coupling piece. The fiber and connector are also available sterile.
Claims (2)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19893921512 DE3921512C1 (en) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | Coupling piece for powerful laser pulses - has ceramic sleeve surrounding end section of glass optical fibre but leasing projecting piece |
JP2169666A JPH0343705A (en) | 1989-06-30 | 1990-06-27 | Connector for high-energy laser pulse |
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DE19893921512 DE3921512C1 (en) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | Coupling piece for powerful laser pulses - has ceramic sleeve surrounding end section of glass optical fibre but leasing projecting piece |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3921512C1 true DE3921512C1 (en) | 1990-11-22 |
Family
ID=6384007
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19893921512 Expired - Fee Related DE3921512C1 (en) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | Coupling piece for powerful laser pulses - has ceramic sleeve surrounding end section of glass optical fibre but leasing projecting piece |
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JP (1) | JPH0343705A (en) |
DE (1) | DE3921512C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0576894A2 (en) * | 1992-06-16 | 1994-01-05 | The Spectranetics Corporation | Mount for optical fibers |
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-
1989
- 1989-06-30 DE DE19893921512 patent/DE3921512C1/en not_active Expired - Fee Related
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1990
- 1990-06-27 JP JP2169666A patent/JPH0343705A/en active Pending
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0343705A (en) | 1991-02-25 |
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