KR101583404B1 - Optical fiber with multi-electrode pattern for simultaneous detection and stimulation of optical and electrical signals - Google Patents
Optical fiber with multi-electrode pattern for simultaneous detection and stimulation of optical and electrical signals Download PDFInfo
- Publication number
- KR101583404B1 KR101583404B1 KR1020140024105A KR20140024105A KR101583404B1 KR 101583404 B1 KR101583404 B1 KR 101583404B1 KR 1020140024105 A KR1020140024105 A KR 1020140024105A KR 20140024105 A KR20140024105 A KR 20140024105A KR 101583404 B1 KR101583404 B1 KR 101583404B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- optical fiber
- conductive coating
- coating layer
- electrode pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
- G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
- G02B6/0208—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response
- G02B6/021—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response characterised by the core or cladding or coating, e.g. materials, radial refractive index profiles, cladding shape
- G02B6/02104—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response characterised by the core or cladding or coating, e.g. materials, radial refractive index profiles, cladding shape characterised by the coating external to the cladding, e.g. coating influences grating properties
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02004—Optical fibres with cladding with or without a coating characterised by the core effective area or mode field radius
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
- G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
- G02B6/12016—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the input or output waveguides, e.g. tapered waveguide ends, coupled together pairs of output waveguides
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
- G02B6/3807—Dismountable connectors, i.e. comprising plugs
- G02B6/3833—Details of mounting fibres in ferrules; Assembly methods; Manufacture
- G02B6/3846—Details of mounting fibres in ferrules; Assembly methods; Manufacture with fibre stubs
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Communication Cables (AREA)
Abstract
본 발명은 광섬유의 표면에 전도성 물질을 코팅함으로써 광섬유를 통한 광신호의 자극과 검출 및 코팅된 전도성 물질을 통한 전기적 신호의 자극과 검출을 동시에 수행할 수 있는 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유에 관한 것이다.The present invention relates to an optical fiber having a multi-electrode pattern capable of simultaneously performing stimulation and detection of an optical signal through an optical fiber and stimulation and detection of an electrical signal through a coated conductive material by coating a conductive material on the surface of the optical fiber.
Description
본 발명은 광섬유의 표면에 전도성 물질을 코팅함으로써 광섬유를 통한 광신호의 자극과 검출 및 코팅된 전도성 물질을 통한 전기적 신호의 자극과 검출을 동시에 수행할 수 있는 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유에 관한 것이다.
The present invention relates to an optical fiber having a multi-electrode pattern capable of simultaneously performing stimulation and detection of an optical signal through an optical fiber and stimulation and detection of an electrical signal through a coated conductive material by coating a conductive material on the surface of the optical fiber.
신경 네트워크는 워낙 복잡하게 얽혀있어 전기적으로 자극하는 경우 선택적으로 원하는 기능을 담당하는 신경 네트워크만을 자극하기가 어려운 단점이 있는데, 광학적으로 접근하면 이러한 단점을 극복할 수 있다.The neural network is so complicated that it is difficult to stimulate only the neural network that is selectively functioning when it is electrically stimulated. Optical approach can overcome this disadvantage.
광유전학(optogenetics)은 빛을 사용해서 유전자 조작을 한 신경세포를 선택적으로 흥분 혹은 억제시키는 방법들을 통칭한다. 대부분 외래 유전자인 채널로돕신 자체 혹은 이를 개량한 유전자를 신경세포에 발현시킨 후, 빛을 받으면 흥분하거나 반대로 흥분하지 못하게 하는 기법을 이용한다. 신경세포가 빛에 의해 흥분하도록 만들기 위해서는, 광수용체 세포들이 가지고 있는 단백질을 원하는 신경세포에서 발현시킨다. 정밀한 수술도구를 이용하여 정확한 부위에 로돕신 단백질 유전자를 포함하는 바이러스 감염을 시키거나, 그 부위의 세포들이 가지고 있는 특성을 활용하면, 아주 정확하게 원하는 부위의 세포만을 감염시켜 빛에 반응하는 신경세포들을 만들 수 있다. 그리고 이렇게 형질 전환된 세포들을 빛으로 자극하기 위해, 광섬유 등을 활용하여 빛을 비춰줄 수 있다. 광학 기술들의 발전으로 레이저를 다양한 방식으로 정확한 부위에 비춰줄 수 있기 때문에, 결국에는 신경세포 하나 하나를 선택적으로 자극할 수 있다.Optogenetics refers to methods of selectively exciting or inhibiting genetically engineered neurons using light. Most of the foreign genes, the channeled rhodopsin itself or its modified genes are expressed in neurons and then used to excite or not to excite when receiving light. In order for nerve cells to be excited by light, the photoreceptor cells' proteins are expressed in the desired neuron. By using precise surgical tools to infect viral infections that contain the rhodopsin protein gene at the correct site, or by using the characteristics of the cells in that area, they can be used to precisely infect only the cells of the desired region, . In order to stimulate the transformed cells with light, it is possible to use a fiber optic light to illuminate the light. With advances in optical technologies, the laser can be illuminated to the correct site in a variety of ways, eventually selectively stimulating each nerve cell.
이러한 광유전학은 신경과학 분야의 연구에 있어서 혁신적인 기술로서, 이전에는 유사한 시험을 위해서는 뇌의 일부분에 손상을 주거나, 전기적인 자극을 주는 등의 침습적인(invasive) 방법들 밖에는 없었다. 이 방법을 이용하면 살아있는 개체에서 신경회로의 기능들을 명확하게 밝힐 수 있으며, 향후 난치성 신경질환의 치료에도 응용될 수 있을 것이다.Such photogenetics is an innovative technology in the field of neuroscience, and previously there was only invasive methods such as damage to a part of the brain or electrical stimulation for a similar test. This method can clarify the functions of neural circuits in living organisms and may be applied to the treatment of intractable neurological diseases in the future.
종래에는 광신호와 전기신호를 각기 다른 기구를 이용하여 자극 및 측정하였으며, 이에 따라 기구와 장치 및 배선 등이 복잡하게 구성되고 작업이 불편하였다.
Conventionally, optical signals and electric signals are stimulated and measured using different mechanisms. Accordingly, devices, devices, wiring, and the like are complicated and work is inconvenient.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 광신호의 자극과 검출 및 전기적 신호의 자극과 검출을 동시에 수행할 수 있는 광섬유를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an optical fiber capable of simultaneously performing stimulation and detection of an optical signal and stimulation and detection of an electrical signal.
본 발명의 다른 목적은 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an optical fiber having a multi-electrode pattern.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 광섬유를 포함하는 광섬유 번들 및 광섬유 모듈을 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide an optical fiber bundle and an optical fiber module including the optical fiber.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 섬유 물질을 함유하고, 광신호를 송수신하는 코어층; 및 코어층의 외부에 부분적으로 형성되어 멀티 전극 패턴을 형성하고, 전도성 물질을 함유하며, 전기신호를 송수신하는 전도성 코팅층을 포함하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유를 제공한다.In order to achieve the above-described object, the present invention provides a core layer comprising a fiber material and transmitting and receiving an optical signal; And a conductive coating layer partially formed outside the core layer to form a multi-electrode pattern, the conductive coating layer containing a conductive material and transmitting and receiving an electric signal.
본 발명에 따른 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유는 광신호의 자극과 검출 및 전기신호의 자극과 검출이 동시에 가능한 것을 특징으로 한다.An optical fiber having a multi-electrode pattern according to the present invention is characterized in that it can stimulate and detect an optical signal, stimulate and detect an electrical signal at the same time.
본 발명에서 멀티 전극 패턴 중 일부의 패턴은 전기신호로 자극을 가하고, 다른 일부의 패턴은 전기신호를 검출할 수 있다.In the present invention, some of the patterns of the multi-electrode patterns are stimulated by electrical signals, while other patterns are capable of detecting electrical signals.
본 발명에서 섬유 물질은 유리, 고분자 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 전도성 물질은 금속, 전도성 고분자, 탄소나노튜브, 그래핀 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.In the present invention, the fibrous material may be at least one selected from glass and polymers, and the conductive material may be at least one selected from metal, conductive polymer, carbon nanotube, and graphene.
본 발명에서 코어층의 직경, 전도성 코팅층의 두께, 전도성 코팅층의 폭은 각각 독립적으로 1 nm 내지 1 mm일 수 있다.In the present invention, the diameter of the core layer, the thickness of the conductive coating layer, and the width of the conductive coating layer may independently be 1 nm to 1 mm.
본 발명에서 멀티 전극 패턴은 코어층의 길이 방향으로 형성되고, 각 전극 패턴은 서로 다른 길이를 가질 수 있다.In the present invention, the multi-electrode pattern is formed in the longitudinal direction of the core layer, and each electrode pattern may have a different length.
본 발명에 따른 광섬유는 전도성 코팅층의 외부에 형성되고, 절연재료를 함유하는 절연층을 추가로 포함할 수 있다.The optical fiber according to the present invention may further include an insulating layer formed outside the conductive coating layer and containing an insulating material.
본 발명에 따른 광섬유는 코어층 및 전도성 코팅층 사이에 형성되는 클래드층을 추가로 포함할 수 있으며, 클래드층은 유리, 고분자 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The optical fiber according to the present invention may further include a clad layer formed between the core layer and the conductive coating layer, and the clad layer may include at least one selected from glass and polymer.
본 발명에서 광섬유의 말단부는 테이퍼 구조를 이룰 수 있으며, 테이퍼 구조의 길이는 1 ㎛ 내지 100 ㎝일 수 있다.In the present invention, the distal end of the optical fiber may have a tapered structure, and the length of the tapered structure may be 1 to 100 cm.
본 발명에서 광섬유의 말단부에서 클래드층, 전도성 코팅층, 절연층 중 적어도 하나의 층이 형성되지 않아서, 코어층, 클래드층 또는 전도성 코팅층이 노출될 수 있으며, 노출 부위의 길이는 1 nm 내지 10 ㎝일 수 있다.In the present invention, at least one of the clad layer, the conductive coating layer, and the insulating layer is not formed at the end of the optical fiber, so that the core layer, the clad layer, or the conductive coating layer may be exposed, and the exposed portion may have a length of 1 nm to 10 cm .
본 발명에서 코어층, 클래드층, 전도성 코팅층, 절연층 중 적어도 하나의 층에 홀이 형성될 수 있으며, 홀의 직경은 1 nm 내지 1 ㎛일 수 있다.In the present invention, a hole may be formed in at least one layer of the core layer, the clad layer, the conductive coating layer, and the insulating layer, and the diameter of the hole may be 1 nm to 1 탆.
본 발명에서 광섬유의 단면은 원형, 타원형 또는 다각형일 수 있다.In the present invention, the cross section of the optical fiber may be circular, oval or polygonal.
본 발명에 따른 광섬유는 전도성 코팅층의 외부에 형성되고, 외부 노이즈를 차폐하는 실드층을 추가로 포함할 수 있으며, 실드층은 도체 재료를 포함할 수 있다.The optical fiber according to the present invention may further include a shield layer formed outside the conductive coating layer and shielding external noise, and the shield layer may include a conductor material.
본 발명에 따른 광섬유는 전도성 코팅층의 외부에 형성되는 외부 중공부; 및 외부 중공부를 둘러싸는 유리관을 추가로 포함할 수 있으며, 외부 중공부를 통해 약물, 이온성 물질, 액체성 물질 중에서 선택되는 1종 이상을 전달 가능하다.An optical fiber according to the present invention includes: an outer hollow portion formed on an outer side of a conductive coating layer; And a glass tube surrounding the outer hollow portion, and at least one selected from a drug, an ionic material, and a liquid material can be delivered through the outer hollow portion.
본 발명에 따른 광섬유는 코어층의 내부에 형성되는 내부 중공부를 추가로 포함할 수 있으며, 내부 중공부를 통해 약물, 이온성 물질, 액체성 물질 중에서 선택되는 1종 이상을 전달 가능하다.The optical fiber according to the present invention may further include an inner hollow portion formed inside the core layer, and may transmit at least one selected from a drug, an ionic material, and a liquid material through the inner hollow portion.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 본 발명은 섬유 물질을 함유하고, 광신호를 송수신하는 코어층; 코어층의 외부에 형성되고, 전도성 물질을 함유하며, 전기신호를 송수신하는 제1전도성 코팅층; 제1전도성 코팅층의 외부에 형성되고, 절연재료를 함유하는 제1절연층; 제1절연층 외부에 형성되는 제2전도성 코팅층; 및 제2전도성 코팅층의 외부에 형성되는 제2절연층을 포함하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a core layer containing a fiber material and transmitting and receiving an optical signal; A first conductive coating layer formed outside the core layer, the first conductive coating layer containing a conductive material and transmitting / receiving an electric signal; A first insulating layer formed outside the first conductive coating layer and containing an insulating material; A second conductive coating layer formed outside the first insulating layer; And a second insulating layer formed on the outside of the second conductive coating layer.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 전도성 코팅층 및 절연층이 추가로 반복 형성되고, 복수의 전도성 코팅층에 의해 멀티 전극 패턴이 형성될 수 있으며, 이때 전도성 코팅층은 전면에 걸쳐 형성되거나 부분적으로 형성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a conductive coating layer and an insulating layer are additionally repeatedly formed, and a multi-electrode pattern can be formed by a plurality of conductive coating layers, wherein the conductive coating layer can be formed over the entire surface or partially formed have.
본 발명의 다른 실시형태에 따른 광섬유는 코어층 및 제1전도성 코팅층 사이에 형성되는 클래드층; 절연층의 외부에 형성되고, 외부 노이즈를 차폐하는 실드층; 절연층의 외부에 형성되는 외부 중공부; 외부 중공부를 둘러싸는 유리관; 및 코어층의 내부에 형성되는 내부 중공부 중에서 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an optical fiber comprising: a clad layer formed between a core layer and a first conductive coating layer; A shield layer formed outside the insulating layer and shielding external noise; An outer hollow portion formed outside the insulating layer; A glass tube surrounding the outer hollow portion; And an inner hollow portion formed inside the core layer.
또한, 본 발명은 상술한 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유를 복수 개로 포함하는 광섬유 번들을 제공한다.The present invention also provides an optical fiber bundle including a plurality of optical fibers having the above-described multi-electrode pattern.
본 발명에 따른 광섬유 번들은 복수의 광섬유가 서로 꼬인 형태를 가질 수 있다.The optical fiber bundle according to the present invention may have a plurality of optical fibers twisted together.
또한, 본 발명은 상술한 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유; 광섬유의 일단에 연결되는 커플링 모듈; 광섬유에 광을 공급하는 광원 모듈; 및 외부와 무선으로 송수신 가능한 무선통신 모듈을 포함하는 광섬유 모듈을 제공한다.The present invention also relates to an optical fiber having the above-described multi-electrode pattern; A coupling module connected to one end of the optical fiber; A light source module for supplying light to the optical fiber; And a wireless communication module capable of transmitting and receiving wirelessly with the outside.
본 발명에 따른 광섬유 모듈에서 광원 모듈은 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다.In the optical fiber module according to the present invention, the light source module may include a light emitting diode (LED).
본 발명에 따른 광섬유 모듈은 전원 공급부를 추가로 포함할 수 있으며, 전원 공급부는 배터리일 수 있다.The optical fiber module according to the present invention may further include a power supply unit, and the power supply unit may be a battery.
본 발명에 따른 광섬유 모듈은 제어 모듈을 추가로 포함할 수 있다.
The optical fiber module according to the present invention may further include a control module.
본 발명에 따르면, 광섬유의 표면에 전도성 물질을 코팅함으로써 광섬유를 통한 광신호의 자극과 검출 및 코팅된 전도성 물질을 통한 전기적 신호의 자극과 검출을 동시에 수행할 수 있다.According to the present invention, by coating a conductive material on the surface of an optical fiber, it is possible to simultaneously perform stimulation and detection of an optical signal through an optical fiber and stimulation and detection of an electrical signal through the coated conductive material.
본 발명에서는 종래의 기술과 달리 광섬유 표면을 전도성 물질로 패터닝화하여 코팅함으로써 멀티 전극을 구성하는 것을 고안하였다. 더불어 광섬유에 입사되는 광 소스를 작은 패키지 형태로 모듈화하고, 또한 무선 기능을 추가하여 외부에서 광신호의 파장 및 온 오프(on & off)를 컨트롤 할 수 있도록 고안하였다.In the present invention, unlike the prior art, it has been devised to construct a multi-electrode by patterning and coating the surface of an optical fiber with a conductive material. In addition, the light source incident on the optical fiber is modularized into a small package, and a wireless function is added to control the wavelength and on / off of the optical signal from the outside.
최근 옵토제네틱 기술의 발전과 더불어, 본 발명은 종래의 기술에 비해 광신호를 주고 받으면서 동시에 멀티로 전기 신호를 주거나 받을 수 있으므로, 상당한 관심을 받을 수 있으리라 기대된다. 더불어 작은 광 소스 패키지를 구성하여 무선으로 컨트롤 가능하므로, 쥐와 같은 작은 실험 대상에게 부하가 적게 가해짐으로써 실험의 효율성도 높일 수 있으리라 기대된다.
In addition to the recent development of optoelectronic technology, the present invention is expected to receive considerable attention because it can transmit or receive an optical signal while receiving and receiving optical signals as compared with the conventional technology. In addition, a small light source package can be constructed and controlled wirelessly, so it is expected that the efficiency of the experiment will be increased by applying less load to a small experimental object such as a mouse.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 광섬유의 종단면도이다.
도 2는 도 1에 따른 광섬유의 횡단면도이다.
도 3은 본 발명에 따라 절연층을 포함하는 광섬유의 종단면도이다.
도 4는 도 3에 따른 광섬유의 횡단면도이다.
도 5는 본 발명에 따라 각 전극 패턴의 길이가 다른 광섬유의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따라 클래드층을 포함하고, 말단부에 뾰족한 테이퍼 구조를 포함하는 광섬유의 종단면도이다.
도 7은 본 발명에 따라 클래드층을 포함하고, 말단부가 뭉툭한 광섬유의 종단면도이다.
도 8은 본 발명에 따라 전기신호의 자극과 검출을 동시에 수행하는 광섬유의 횡단면도이다.
도 9는 본 발명에 따라 홀이 형성된 광섬유의 종단면도이다.
도 10은 도 9에 따른 광섬유의 정면도이다.
도 11은 본 발명에 따라 복수의 전도성 코팅층과 절연층을 포함하는 광섬유의 종단면도이다.
도 12는 본 발명에 따라 전면적으로 형성된 복수의 전도성 코팅층과 절연층을 포함하는 광섬유의 횡단면도이다.
도 13은 본 발명에 따라 부분적으로 형성된 복수의 전도성 코팅층과 절연층을 포함하는 광섬유의 횡단면도이다.
도 14는 본 발명에 따라 부분적으로 형성된 3층의 전도성 코팅층과 절연층을 포함하는 광섬유의 횡단면도이다.
도 15는 본 발명에 따라 클래드층 및 부분적으로 형성된 전도성 코팅층을 포함하는 광섬유의 횡단면도이다.
도 16은 도 12에서 클래드층이 추가로 형성된 광섬유의 횡단면도이다.
도 17은 도 13에서 클래드층이 추가로 형성된 광섬유의 횡단면도이다.
도 18은 도 14에서 클래드층이 추가로 형성된 광섬유의 횡단면도이다.
도 19는 본 발명에 따라 플레이트 형상을 갖는 광섬유의 평면도이다.
도 20은 도 19에 따른 광섬유의 횡단면도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시형태에 따른 광섬유 번들의 종단면도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시형태에 따른 광섬유 모듈의 종단면도이다.
도 23은 도 22에 따른 광섬유 모듈의 사용 상태도이다.
도 24는 본 발명에 따라 실드층을 포함하는 광섬유의 종단면도이다.
도 25는 본 발명에 따라 외부 중공부 및 유리관을 포함하는 광섬유의 종단면도이다.
도 26은 본 발명에 따라 내부 중공부를 포함하는 광섬유의 종단면도이다.1 is a longitudinal sectional view of an optical fiber according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the optical fiber according to Fig.
3 is a longitudinal sectional view of an optical fiber including an insulating layer according to the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional view of the optical fiber according to Figure 3;
5 is a perspective view of an optical fiber having different lengths of electrode patterns according to the present invention.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of an optical fiber including a clad layer according to the present invention and including a tapered structure at a distal end thereof. FIG.
7 is a longitudinal sectional view of an optical fiber including a clad layer according to the present invention and having a blunt end.
8 is a cross-sectional view of an optical fiber that simultaneously performs stimulation and detection of an electrical signal in accordance with the present invention.
9 is a longitudinal sectional view of an optical fiber in which a hole is formed according to the present invention.
10 is a front view of the optical fiber according to FIG.
11 is a longitudinal sectional view of an optical fiber including a plurality of conductive coating layers and an insulating layer according to the present invention.
12 is a cross-sectional view of an optical fiber including a plurality of conductive coating layers and an insulating layer formed over the entire surface according to the present invention.
13 is a cross-sectional view of an optical fiber including a plurality of conductive coating layers and an insulating layer partially formed in accordance with the present invention.
14 is a cross-sectional view of an optical fiber including three layers of a conductive coating layer and an insulating layer that are partially formed according to the present invention.
15 is a cross-sectional view of an optical fiber including a clad layer and a partially formed conductive coating layer according to the present invention.
16 is a cross-sectional view of an optical fiber in which a clad layer is additionally formed in Fig.
17 is a cross-sectional view of an optical fiber in which a clad layer is further formed in Fig.
18 is a cross-sectional view of an optical fiber in which a clad layer is additionally formed in Fig.
19 is a plan view of an optical fiber having a plate shape according to the present invention.
20 is a cross-sectional view of the optical fiber according to Fig.
21 is a longitudinal sectional view of an optical fiber bundle according to an embodiment of the present invention.
22 is a longitudinal sectional view of an optical fiber module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a use state diagram of the optical fiber module according to FIG. 22. FIG.
24 is a longitudinal sectional view of an optical fiber including a shield layer according to the present invention.
25 is a longitudinal sectional view of an optical fiber including an outer hollow portion and a glass tube according to the present invention.
26 is a longitudinal sectional view of an optical fiber including an inner hollow portion according to the present invention.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 광섬유의 종단면도이고, 도 2는 도 1에 따른 광섬유의 횡단면도로서, 본 발명에 따른 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유는 코어층(10) 및 전도성 코팅층(20)을 포함하여 이루어질 수 있다.FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of an optical fiber according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical fiber according to FIG. 1, wherein an optical fiber having a multi- ). ≪ / RTI >
본 발명에 따른 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유는 광신호의 자극과 검출 및 전기신호의 자극과 검출이 동시에 가능한 것을 특징으로 한다.An optical fiber having a multi-electrode pattern according to the present invention is characterized in that it can stimulate and detect an optical signal, stimulate and detect an electrical signal at the same time.
광섬유의 형상은 단면을 기준으로 원형이 일반적이나, 타원형이나 다각형(삼각형, 사각형 등)도 가능하며, 특히 얇은 플레이트(박판) 형상도 가능하다.The shape of the optical fiber is generally circular based on the cross section, but an elliptical or polygonal (triangular, square, etc.) shape is also possible, in particular a thin plate (thin plate) shape is also possible.
광섬유의 길이는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 1 ㎝ 내지 100 m일 수 있다.The length of the optical fiber is not particularly limited, and may be, for example, from 1 cm to 100 m.
코어층(10)은 광신호를 송수신하는 역할을 한다. 구체적으로, 광신호로 신체(뇌 등)에 광학적 자극을 주거나, 신체로부터의 광학적 신호를 검출할 수 있다.The
코어층(10)은 섬유 물질을 함유하며, 섬유 물질로는 유리, 고분자 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 혼용하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 유리섬유를 사용할 수 있으며, 또한 폴리에스터 섬유, 나일론 섬유, 폴리올레핀계 섬유(폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등), 아크릴계 섬유(PMMA, 폴리아크릴로니트릴 등), 폴리이미드계 섬유 등과 같은 고분자 섬유를 사용할 수 있다.The
코어층(10)의 직경(단면이 다각형일 경우 평균 직경)은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 1 nm 내지 1 mm일 수 있다.The diameter of the core layer 10 (average diameter when the cross section is a polygonal shape) is not particularly limited, and may be, for example, 1 nm to 1 mm.
전도성 코팅층(20)은 전기신호를 송수신하는 역할을 한다. 즉, 전도성 코팅층(20)은 전극으로 작용하여 전기적 신호를 전달하는 역할을 한다. 구체적으로, 전기신호로 신체(뇌 등)에 전기적 자극을 주거나, 신체로부터의 전기적 신호를 검출할 수 있다.The
전도성 코팅층(20)은 전도성 물질을 함유하며, 전도성 물질로는 금속, 전도성 고분자, 탄소나노튜브, 그래핀 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 혼용하여 사용할 수 있다. 금속으로는 금, 은, 동, 백금, 텅스텐, 티타늄, 주석, 니켈, 크롬, 코발트, 아연, 이리듐 등 모든 금속을 사용할 수 있다. 또한, 금속 산화물을 사용하거나, 합금을 사용할 수도 있다. 전도성 고분자로는 폴리티오펜계, 폴리페닐렌설파이드계, 폴리피롤계, 폴리아닐린계, 폴리아세틸렌계, 폴리(p-페닐렌비닐렌)계 수지, 도프된 폴리에틸렌 등 모든 전도성 고분자를 사용할 수 있다.The
전도성 코팅층(20)은 코어층(10)의 외부 표면에 원주 방향을 따라 부분적으로 형성되어 멀티 전극 패턴을 형성한다. 도면에는 4개의 전극 패턴이 코어층(10)의 원주방향을 따라 등간격으로 형성되어 있으나, 전극 패턴의 수와 간격은 특별히 제한되지 않고, 필요에 따라 다양하게 변경할 수 있다.The
전도성 코팅층(20)의 두께 및 폭은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 각각 독립적으로 1 nm 내지 1 mm일 수 있다. 또한, 각 전극 패턴의 두께 및 폭은 서로 다를 수 있다.The thickness and width of the
전도성 코팅층(20)은 예를 들어 코팅, 증착, 도금 등의 방법에 의해 형성될 수 있다. 구체적으로, 전자 빔(Electron beam), 감마선(γ-ray)과 같은 높은 에너지를 갖는 빛을 재료 표면에 조사하여 코팅하거나, 플라즈마 처리를 통한 그래프팅 방법을 이용할 수 있다. 또한, 화학적 증착(CVD: Chemical Vapor Deposition)과 스퍼터링, 전자 빔 증착(Electron-beam Evaporation), 열 증착(Thermal Evaporation) 등의 물리적 증착(PVD: Physical Vapor Deposition) 방법으로 증착할 수 있다. 또한, 전해 도금 또는 무전해 도금 등을 통해 형성할 수도 있다.The
코어층(10)이 굵을 경우 전도성 코팅층(20)은 코어층(10)에 비해 좁거나 얇은 전극 패턴으로 형성할 수 있다. 코어층(10)이 가늘 경우에는 광섬유가 뇌 등의 신체 내부를 지나가다 휘어질 수 있으나, 전도성 코팅층(20)에 의해 지지되어 휘어질 염려가 없다. 또한, 전도성 코팅층(20)을 패턴으로 형성하면, 멀티 혹은 다양한 모양 및 길이를 가진 전극 구성이 가능하다.
When the
도 3은 본 발명에 따라 절연층(30)을 포함하는 광섬유의 종단면도이고, 도 4는 도 3에 따른 광섬유의 횡단면도로서, 도 1 및 도 2에서 절연층(30)이 추가된 실시형태이다.3 is a vertical cross-sectional view of an optical fiber including an insulating
절연층(30)은 전도성 코팅층(20)의 외부 표면에 형성될 수 있다. 도 3을 참고하면, 절연층(30)은 광섬유의 말단부에는 형성되지 않을 수 있다. 또한, 도 4를 참고하면, 전도성 코팅층(20)이 코어층(10)의 외부 표면에 원주 방향을 따라 부분적으로 형성될 경우, 전도성 코팅층(20)은 코어층(10)에 돌출 형성되기 때문에, 광섬유가 전체적으로 울퉁불퉁해질 수 있는데, 절연층(30)으로 각 전극 패턴 사이를 메우면서 전도성 코팅층(20)을 완전히 둘러쌈으로써, 광섬유를 원형으로 매끄럽게 만들 수 있다.The insulating
절연층(30)은 절연재료를 함유하는 절연재료로는 무기질 재료, 자기계 재료, 유리계 재료, 섬유질계 재료, 수지계 재료, 고무계 재료, 니스계 재료 등을 1종 또는 2종 이상 혼용하여 사용할 수 있다. 무기질 재료로는 마이카, 석면, 대리석, 황 등이 있다. 자기계 재료로는 자기, 스테아타이트, 유리 도자기 등이 있다. 유리계 재료로는 석영유리, 소다유리, 납유리 등이 있다. 섬유질 재료로는 목재, 종이, 면사, 견직물, 마사, 폴리에스터, 폴리에틸렌 등의 합성섬유가 있다. 수지계 재료로는 파릴렌(parylene: 파라크실렌 중합으로 얻어지는 플라스틱), 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 나일론, 페놀 수지, 폴리에스터, 폴리스테롤 등이 있다. 고무계 재료로는 천연고무, 에보나이트, 부틸고무, 클로로프렌고무, 실리콘고무 등이 있다. 니스(varnish)계 재료로는 니스크로스, 니스페이퍼, 합성수지계 니스로서 에폭시수지니스, 포말린수지니스, 실리콘니스 등이 있다.The insulating
절연층(30)은 예를 들어 코팅, 증착, 도금 등의 방법에 의해 형성될 수 있다. 절연층(30)의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 1 nm 내지 1 mm일 수 있다.The insulating
절연층(30)에 흑색 및 이와 유사한 색상의 안료를 투입하는 방법 등을 통해, 절연층(30)은 광차단층으로도 기능할 수 있다. 전도성 코팅층(20)이 부분적으로 형성될 경우, 코어층(10)을 통과하는 빛이 전도성 코팅층(20)이 형성되지 않은 부분을 통해 새어나갈 수 있으므로, 절연층(30)을 절연기능과 동시에 광차단층으로 구성할 수도 있다.
The insulating
도 5는 본 발명에 따라 각 전극 패턴의 길이가 다른 광섬유의 사시도로서, 전도성 코팅층(20)의 멀티 전극 패턴은 코어층(10)의 길이 방향으로 형성되고, 각 전극 패턴은 서로 다른 길이를 가질 수 있다. 이와 같이, 필요에 따라 각 전극 패턴의 길이 및 위치를 독립적으로 다양하게 조절할 수 있다.
FIG. 5 is a perspective view of an optical fiber having different lengths of electrode patterns according to the present invention. The multi-electrode pattern of the
도 6은 본 발명에 따라 클래드층(40)을 포함하고, 말단부에 뾰족한 테이퍼 구조를 포함하는 광섬유의 종단면도이고, 도 7은 본 발명에 따라 클래드층을 포함하고, 말단부가 뭉툭한 광섬유의 종단면도이다.FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of an optical fiber including a clad
클래드(clad)층(40)은 코어층(10) 및 전도성 코팅층(20) 사이에 형성될 수 있다. 이에 따라 전도성 코팅층(20)은 클래드층(40)의 외부 표면에 형성된다.A
클래드층(40)은 빛이 밖으로 나가지 못하게 하는 차단층 역할을 한다. 클래드층(40)의 굴절률은 코어층(10)보다 낮다. 즉, 빛이 통과하는 핵심 부분인 코어층(10)의 굴절률보다 클래드층(40)의 굴절률을 약간 작게 하여 코어층(10)에 입사된 빛이 굴절률이 다른 코어층(10)와 클래드층(40)의 경계면에서 전반사를 반복하면서 전파할 수 있다.The
클래드층(40)은 코어층(10)과 마찬가지로 유리섬유나 각종 고분자 섬유로 구성될 수 있다. 클래드층(40)의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 1 nm 내지 1 mm일 수 있다.Like the
도 6을 참고하면, 광섬유의 말단부는 테이퍼(taper) 구조를 이룰 수 있다. 테이퍼 구조로 인해 광섬유가 신체에 용이하게 삽입될 수 있다.Referring to FIG. 6, the distal end of the optical fiber may have a tapered structure. Due to the tapered structure, the optical fiber can be easily inserted into the body.
테이퍼 구조의 길이는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 1 ㎛ 내지 100 ㎝일 수 있다. 테이퍼의 경사각은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 5 내지 45도일 수 있다.The length of the tapered structure is not particularly limited, and may be, for example, 1 to 100 cm. The inclination angle of the taper is not particularly limited, and may be, for example, 5 to 45 degrees.
도 7을 참고하면, 광섬유의 말단부는 테이퍼 없이 뭉툭할 수 있다.Referring to FIG. 7, the distal end of the optical fiber can be blunt without taper.
도 6 및 도 7을 참고하면, 전도성 코팅층(20)에는 다수의 와이어(W)가 연결될 수 있고, 또한 전기신호 검출장치(D)가 연결될 수 있다.6 and 7, a plurality of wires W may be connected to the
또한, 광섬유의 말단부에서 클래드층(40), 전도성 코팅층(20), 절연층(30) 중 적어도 하나의 층이 형성되지 않아서, 코어층(10), 클래드층(40) 또는 전도성 코팅층(20)이 노출될 수 있다. 도면에는 광섬유의 말단부에서 절연층(30)이 형성되지 않아서, 전도성 코팅층(20)이 노출된 경우가 예시되어 있다. 노출 부위의 길이는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 1 nm 내지 10 ㎝일 수 있다. 노출 부위의 길이는 짧을 경우 수 nm에서 수 ㎛일 수 있으며, 길 경우 수 mm에서 수 ㎝일 수 있다.The
한편, 광섬유가 신체에 삽입될 때 삽입 깊이는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 1 mm 내지 1 m일 수 있다.
On the other hand, the insertion depth when the optical fiber is inserted into the body is not particularly limited, but may be, for example, 1 mm to 1 m.
도 8은 본 발명에 따라 전기신호의 자극과 검출을 동시에 수행하는 광섬유의 횡단면도로서, 멀티 전극 패턴 중 일부의 패턴은 전기신호로 신체에 자극을 가할 수 있고, 다른 일부의 패턴은 신체로부터의 전기신호를 검출할 수 있다. 본 발명에 따른 광섬유는 멀티 전극 패턴을 가짐으로써, 전기신호 자극을 가하면서, 동시에 전기신호를 검출할 수 있다. 도면에 따르면, 좌측 와이어(W)를 통해 전기적 자극을 가할 수 있고, 동시에 복수의 검출장치(D)를 통해 전기신호를 검출할 수 있다.
FIG. 8 is a cross-sectional view of an optical fiber that simultaneously performs stimulation and detection of an electric signal according to the present invention. Some of the patterns of the multi-electrode patterns can stimulate the body with an electric signal, A signal can be detected. The optical fiber according to the present invention has a multi-electrode pattern so that electrical signals can be simultaneously detected while applying electrical signal stimulation. According to the figure, electrical stimulation can be applied via the left wire W, and an electric signal can be detected through a plurality of detection devices D at the same time.
도 9는 본 발명에 따라 홀(H)이 형성된 광섬유의 종단면도이고, 도 10은 도 9에 따른 광섬유의 정면도로서, 코어층(10), 클래드층(40), 전도성 코팅층(20), 절연층(30) 중 적어도 하나의 층에 홀(H)이 형성될 수 있다. 홀(H)은 바람직하게는 광섬유의 말단부 측면에 형성될 수 있다. 도면에 예시된 바와 같이, 홀(H)은 바람직하게는 코어층(10)이 노출되도록 형성될 수 있다. 홀(H)을 통해 빛이 광섬유의 측면을 통해 전파되어 측면상으로 광신호의 자극 및 검출이 가능하다. 홀(H)의 직경은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 1 nm 내지 1 ㎛일 수 있다.
9 is a vertical cross-sectional view of an optical fiber having a hole H formed therein according to the present invention. FIG. 10 is a front view of the optical fiber according to FIG. 9 showing a
도 11은 본 발명에 따라 복수의 전도성 코팅층(20)과 절연층(30)을 포함하는 광섬유의 종단면도로서, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 광섬유는 복수의 전도성 코팅층(20)과 절연층(30)을 포함할 수 있다.11 is a vertical cross-sectional view of an optical fiber including a plurality of conductive coating layers 20 and an insulating
도 11을 참고하면, 광섬유는 중앙의 코어층(10), 코어층(10)의 외부 표면에 형성되는 제1전도성 코팅층(20), 제1전도성 코팅층(20)의 외부 표면에 형성되는 제1절연층(30), 제1절연층(30) 외부 표면에 형성되는 제2전도성 코팅층(20), 및 제2전도성 코팅층(20)의 외부 표면에 형성되는 제2절연층(30)을 포함한다.11, the optical fiber has a
각 전도성 코팅층(20)의 길이는 서로 다를 수 있으며, 각 절연층(30)의 길이도 서로 다를 수 있다. 도면에는 계단 형태로 형성된 복수의 전도성 코팅층(20)과 절연층(30)이 예시되어 있다.The lengths of the respective conductive coating layers 20 may be different from each other, and the lengths of the insulating
전도성 코팅층(20) 및 절연층(30)은 도 11에 예시된 2층 이외에, 추가로 반복 형성될 수 있으며, 이와 같이 복수의 전도성 코팅층(20)에 의해 멀티 전극 패턴이 형성될 수 있다.
The
도 12는 본 발명에 따라 전면적으로 형성된 복수의 전도성 코팅층(20)과 절연층(30)을 포함하는 광섬유의 횡단면도로서, 복수의 전도성 코팅층(20)과 절연층(30)이 광섬유의 안쪽에서 바깥쪽으로 교대로 반복 형성됨으로써 멀티 전극 패턴이 형성될 수 있으며, 이 경우 도 2 등과 달리 전도성 코팅층(20)을 부분적으로 형성하지 않아도 멀티 전극 패턴이 형성될 수 있으므로, 각 전도성 코팅층(20)을 전면에 걸쳐 형성할 수 있다.
FIG. 12 is a cross-sectional view of an optical fiber including a plurality of conductive coating layers 20 and an insulating
도 13은 본 발명에 따라 부분적으로 형성된 복수의 전도성 코팅층(20)과 절연층(30)을 포함하는 광섬유의 횡단면도로서, 도 12와 달리 전도성 코팅층(20)이 전면에 걸쳐 형성되지 않고, 도 2 등과 같이 부분적으로 형성된 경우를 예시한 것이다.
13 is a cross-sectional view of an optical fiber including a plurality of conductive coating layers 20 and an insulating
도 14는 본 발명에 따라 부분적으로 형성된 3층의 전도성 코팅층(20)과 절연층(30)을 포함하는 광섬유의 횡단면도이다. 도 14의 3층 구조를 넘어 4층 이상의 반복 패턴 구조의 형성도 가능함은 물론이다.
14 is a cross-sectional view of an optical fiber including three layers of
도 15는 본 발명에 따라 클래드층(40) 및 부분적으로 형성된 전도성 코팅층(20)을 포함하는 광섬유의 횡단면도이다. 도 16은 도 12에서 클래드층(40)이 추가로 형성된 광섬유의 횡단면도이다. 도 17은 도 13에서 클래드층(40)이 추가로 형성된 광섬유의 횡단면도이다. 도 18은 도 14에서 클래드층(40)이 추가로 형성된 광섬유의 횡단면도이다. 코어층(10)과 클래드층(40)의 위치는 바뀔 수도 있으며, 클래드층(40)은 선택적으로 형성하거나 형성하지 않을 수 있다. 또한, 최외곽 절연층(30)의 외부 표면에 형성되고, 외부 노이즈를 차폐하는 실드층이 추가로 형성될 수 있다. 또한, 최외곽 절연층(30)의 외부에 형성되는 외부 중공부, 및 이 외부 중공부를 둘러싸는 유리관이 추가로 형성될 수 있다. 또한, 코어층(10)의 내부에 형성되는 내부 중공부가 추가로 형성될 수 있다.
15 is a cross-sectional view of an optical fiber including a
도 19는 본 발명에 따라 플레이트 형상을 갖는 광섬유의 평면도이고, 도 20은 도 19에 따른 광섬유의 횡단면도서, 얇은 플레이트(박판) 형태의 광섬유를 예시한 것이다. 코어층(10)이 평판 형태로 구성되다 보니, 다른 층들도 동일한 형태를 이루게 된다. 절연층(30)은 형성하는 것이 바람직하나, 클래드층(40)은 필요에 따라 생략 가능하다. 도면에는 전도성 코팅층(20)이 상면에만 형성되어 있으나, 이에 제한되지 않고 하면이나 측면에도 형성될 수 있고, 상하면에 동시에 형성될 수도 있다. 전극 패턴의 수와 간격 그리고 길이와 폭 및 형상 등도 도면에 제한되지 않고, 필요에 따라 다양하게 변경할 수 있다.
FIG. 19 is a plan view of an optical fiber having a plate shape according to the present invention, and FIG. 20 illustrates an optical fiber in the form of a thin plate (thin plate) in cross section of the optical fiber according to FIG. As the
도 21은 본 발명의 일 실시형태에 따른 광섬유 번들의 종단면도로서, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유를 복수 개로 포함하는 광섬유 번들(bundle)의 형태로도 적용 가능하다. 도면에는 3개의 광섬유가 번들을 이루는데, 광섬유의 개수는 특별히 제한되지 않고, 필요에 따라 다양하게 변경할 수 있다. 또한, 도면에는 각 광섬유가 평행하게 붙어 있으나, 이와 달리 각 광섬유가 서로 꼬인(twisted) 형태를 가질 수도 있다.
21 is a vertical cross-sectional view of an optical fiber bundle according to an embodiment of the present invention, and is also applicable to a form of an optical fiber bundle including a plurality of optical fibers having a multi-electrode pattern. In the figure, three optical fibers are bundled. The number of optical fibers is not particularly limited, and can be variously changed as needed. In addition, although each optical fiber is shown parallel to the drawing, the optical fibers may be twisted with each other.
도 22는 본 발명의 일 실시형태에 따른 광섬유 모듈의 종단면도이고, 도 23은 도 22에 따른 광섬유 모듈의 사용 상태도이다.FIG. 22 is a vertical sectional view of an optical fiber module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 23 is a state of use of the optical fiber module according to FIG.
광섬유 모듈은 코어층(10), 전도성 코팅층(20), 절연층(30) 및/또는 클래드층(40) 등으로 구성되는 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유, 전원 공급부(51), 무선통신 모듈(52), 제어 모듈(53), 광원 모듈(54), 커플링 모듈(55) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.The optical fiber module includes an optical fiber having a multi-electrode pattern composed of a
바람직하게는 전원 공급부(51), 무선통신 모듈(52), 제어 모듈(53), 광원 모듈(54), 커플링 모듈(55)은 하나의 소형 콤팩트 박스 형태로 일체화하여 통합 모듈(50)로 구성할 수 있다. 각 모듈은 통합 모듈(50) 내에서 하나의 기판에 소형 칩 형태로 장착될 수 있다.Preferably, the
전원 공급부(51)는 각 모듈 등에 전원을 공급하는 역할을 한다. 전원 공급부(51)는 건전지, 충전지와 같은 배터리일 수 있다. 전원 공급부(51)를 배터리로 구성함으로써, 광섬유 모듈 내에 전원을 자체 공급할 수 있다. 그러나, 필요에 따라 외부에서 전원을 공급할 수도 있다.The
무선통신 모듈(52)은 외부와 무선으로 송수신 가능한 장치로서, 이를 통해 원격 제어가 가능하다. 예를 들어, 외부에서 무선으로 광원을 제어할 수 있는데, 구체적으로 빛의 파장(색깔)을 바꾸거나, 빛을 켜거나 끌 수 있다.The
제어 모듈(53)은 각 모듈을 제어하는 역할을 하며, 또한 각종 신호를 처리할 수도 있다.The
광원 모듈(54)은 광섬유에 광을 공급하는 역할을 한다. 광원 모듈(54)은 예를 들어 RGB(Red, Green, Blue) 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다.The
커플링 모듈(55)은 광섬유의 일단에 연결되어 통합 모듈(50)과 광섬유를 접속하는 역할을 한다. 통상의 커플링 부재가 사용될 수 있다.The
도 23을 참고하면, 쥐(M) 머리에 올려진 광섬유 모듈은 작고 가벼워 쥐(M)가 움직이는데 상대적으로 적은 부하를 주게 된다. 도 23에서는 광섬유 모듈에 별도의 금속 와이어(W)를 연결하여 전기적 자극을 주거나 검출하는 것이 예시되어 있지만, 별도의 와이어(W)를 연결하지 않고 광신호처럼 전기신호도 내장된 배터리(51), 무선통신 모듈(52), 제어 모듈(53) 등을 통해 원격 제어가 가능하다.
Referring to FIG. 23, the optical fiber module mounted on the head of the mouse (M) is small and light so that the mouse (M) moves relatively little load. In FIG. 23, a separate metal wire W is connected to the optical fiber module to provide or detect an electrical stimulus. However, a
도 24는 본 발명에 따라 실드층(60)을 포함하는 광섬유의 종단면도로서, 전도성 코팅층(20) 또는 절연층(30)의 외부 표면에 실드층(60) 및 선택적으로 필요에 따라 보호층(70)이 추가로 형성될 수 있다.24 is a vertical cross-sectional view of an optical fiber including a
실드층(60)은 외부 노이즈를 차폐하는 역할을 한다. 구체적으로, 전도성 코팅층(20)을 통해 전달되는 전기신호를 외부 전기적 노이즈로부터 보호하는 역할을 담당한다.The
실드층(60)은 도체 재료를 포함할 수 있다. 도체 재료로는 전술한 바와 같은 각종 금속, 금속 산화물, 전도성 고분자 등을 사용할 수 있다.The
보호층(70)은 피복층 또는 재킷(jacket)층으로서, 외부 환경으로부터 광섬유를 보호하는 역할을 한다. 보호층(70)의 재질은 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 유연한 고분자 소재로 구성할 수 있다.The
실드층(60) 및 보호층(70)은 예를 들어 코팅, 증착, 도금 등의 방법에 의해 형성될 수 있다. 실드층(60) 및 보호층(70)의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 1 nm 내지 1 mm일 수 있다.
The
도 25는 본 발명에 따라 유리관(80) 및 외부 중공부(90)을 포함하는 광섬유의 종단면도로서, 광 패치 클램프(patch clamp) 구조를 예시한 것이다.25 is a vertical cross-sectional view of an optical fiber including a
유리관(80)은 외부 중공부(90)를 둘러싸는 것으로, 예를 들어 유리 피펫(glass pipette)을 사용할 수 있다. 유리관(80)의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 1 ㎛ 내지 1 ㎝일 수 있다.The
외부 중공부(90)는 전도성 코팅층(20) 또는 절연층(30)의 외부에 형성되는 빈 공간이다. 외부 중공부(90)를 통해 약물, 이온성 물질, 액체성 물질 중에서 선택되는 1종 이상을 전달할 수 있다.
The outer
도 26은 본 발명에 따라 내부 중공부(110)를 포함하는 광섬유의 종단면도로서, 코어층(110)의 내부에 내부 중공부를 추가로 형성할 수 있다. 내부 중공부(110)를 통해 약물, 이온성 물질, 액체성 물질 중에서 선택되는 1종 이상을 전달할 수 있다.
FIG. 26 is a vertical cross-sectional view of an optical fiber including an inner
10: 코어층
20: 전도성 코팅층
30: 절연층
40: 클래드층
50: 통합 모듈
51: 전원 공급부
52: 무선통신 모듈
53: 제어 모듈
54: 광원 모듈
55: 커플링 모듈
60: 실드층
70: 보호층
80: 유리관
90: 외부 중공부
110: 내부 중공부10: core layer
20: Conductive coating layer
30: Insulation layer
40: cladding layer
50: Integration module
51: Power supply
52: Wireless communication module
53: Control module
54: Light source module
55: Coupling module
60: shield layer
70: Protective layer
80: Glass tube
90: outer hollow portion
110: inner hollow portion
Claims (34)
코어층의 외부에 부분적으로 형성되어 멀티 전극 패턴을 형성하고, 전도성 물질을 함유하며, 전기신호를 송수신하는 전도성 코팅층;
코어층 및 전도성 코팅층 사이에 형성되고 유리와 고분자 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 클래드층;
전도성 코팅층의 외부에 형성되고, 외부 노이즈를 차폐하는 실드층; 및
측면에 코어층까지 관통하여 형성되는 홀을 포함하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
A core layer containing a fibrous material and transmitting and receiving an optical signal;
A conductive coating layer partially formed outside the core layer to form a multi-electrode pattern, the conductive coating layer containing a conductive material and transmitting / receiving an electric signal;
A clad layer formed between the core layer and the conductive coating layer and including at least one selected from glass and a polymer;
A shield layer formed outside the conductive coating layer and shielding external noise; And
And a hole formed on the side surface to penetrate to the core layer.
광신호의 자극과 검출 및 전기신호의 자극과 검출이 동시에 가능한 것을 특징으로 하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
The method according to claim 1,
The optical fiber having a multi-electrode pattern is characterized in that it can simultaneously detect and detect an optical signal, and stimulate and detect an electrical signal.
멀티 전극 패턴 중 일부의 패턴은 전기신호로 자극을 가하고, 다른 일부의 패턴은 전기신호를 검출하는 것을 특징으로 하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
The method according to claim 1,
Wherein a pattern of a part of the multi-electrode pattern applies a stimulus to an electric signal, and a part of the pattern detects an electric signal.
섬유 물질은 유리, 고분자 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
The method according to claim 1,
The optical fiber having a multi-electrode pattern, wherein the fiber material is at least one selected from glass and polymer.
전도성 물질은 금속, 전도성 고분자, 탄소나노튜브, 그래핀 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
The method according to claim 1,
Wherein the conductive material is at least one selected from the group consisting of a metal, a conductive polymer, a carbon nanotube, and a graphene.
코어층의 직경, 전도성 코팅층의 두께, 전도성 코팅층의 폭은 각각 독립적으로 1 nm 내지 1 mm인 것을 특징으로 하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
The method according to claim 1,
Wherein the diameter of the core layer, the thickness of the conductive coating layer, and the width of the conductive coating layer are independently 1 nm to 1 mm.
멀티 전극 패턴은 코어층의 길이 방향으로 형성되고, 각 전극 패턴은 서로 다른 길이를 갖는 것을 특징으로 하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
The method according to claim 1,
Wherein the multi-electrode pattern is formed in the longitudinal direction of the core layer, and each electrode pattern has a different length.
전도성 코팅층의 외부에 형성되고, 절연재료를 함유하는 절연층을 추가로 포함하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
The method according to claim 1,
And an insulating layer formed outside the conductive coating layer and containing an insulating material.
광섬유의 말단부는 테이퍼 구조를 이루는 것을 특징으로 하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
The method according to claim 1,
Wherein the distal end of the optical fiber has a tapered structure.
테이퍼 구조의 길이는 1 ㎛ 내지 100 ㎝인 것을 특징으로 하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
12. The method of claim 11,
Wherein the length of the tapered structure is 1 占 퐉 to 100 占 퐉.
광섬유의 말단부에서 클래드층, 전도성 코팅층, 절연층 중 적어도 하나의 층이 형성되지 않아서, 코어층, 클래드층 또는 전도성 코팅층이 노출되는 것을 특징으로 하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
The method according to claim 1,
Wherein at least one of a clad layer, a conductive coating layer, and an insulating layer is not formed at the distal end of the optical fiber, and the core layer, the clad layer, or the conductive coating layer is exposed.
노출 부위의 길이는 1 nm 내지 10 ㎝인 것을 특징으로 하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
14. The method of claim 13,
Wherein the exposed portion has a length of 1 nm to 10 cm.
홀의 직경은 1 nm 내지 1 ㎛인 것을 특징으로 하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
The method according to claim 1,
And the diameter of the hole is 1 nm to 1 占 퐉.
광섬유의 단면은 원형, 타원형 또는 다각형인 것을 특징으로 하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
The method according to claim 1,
The optical fiber having a multi-electrode pattern, wherein the cross section of the optical fiber is circular, elliptical or polygonal.
실드층은 도체 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
The method according to claim 1,
Wherein the shield layer comprises a conductor material.
전도성 코팅층의 외부에 형성되는 외부 중공부; 및
외부 중공부를 둘러싸는 유리관을 추가로 포함하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
The method according to claim 1,
An outer hollow portion formed outside the conductive coating layer; And
Further comprising a glass tube surrounding the outer hollow portion.
외부 중공부를 통해 약물, 이온성 물질, 액체성 물질 중에서 선택되는 1종 이상을 전달 가능한 것을 특징으로 하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
21. The method of claim 20,
Wherein at least one selected from a drug, an ionic material, and a liquid material can be delivered through the external hollow portion.
코어층의 내부에 형성되는 내부 중공부를 추가로 포함하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
The method according to claim 1,
Further comprising an inner hollow portion formed inside the core layer.
내부 중공부를 통해 약물, 이온성 물질, 액체성 물질 중에서 선택되는 1종 이상을 전달 가능한 것을 특징으로 하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
23. The method of claim 22,
Wherein at least one selected from a drug, an ionic material, and a liquid material can be delivered through the inner hollow portion.
코어층의 외부에 형성되고, 전도성 물질을 함유하며, 전기신호를 송수신하는 제1전도성 코팅층;
제1전도성 코팅층의 외부에 형성되고, 절연재료를 함유하는 제1절연층;
제1절연층 외부에 형성되는 제2전도성 코팅층;
제2전도성 코팅층의 외부에 형성되는 제2절연층
코어층 및 제1전도성 코팅층 사이에 형성되고 유리와 고분자 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 클래드층;
제2절연층의 외부에 형성되고, 외부 노이즈를 차폐하는 실드층; 및
측면에 코어층까지 관통하여 형성되는 홀을 포함하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
A core layer containing a fibrous material and transmitting and receiving an optical signal;
A first conductive coating layer formed outside the core layer, the first conductive coating layer containing a conductive material and transmitting / receiving an electric signal;
A first insulating layer formed outside the first conductive coating layer and containing an insulating material;
A second conductive coating layer formed outside the first insulating layer;
A second insulating layer formed outside the second conductive coating layer,
A clad layer formed between the core layer and the first conductive coating layer and including at least one selected from a glass and a polymer;
A shield layer formed outside the second insulating layer and shielding external noise; And
And a hole formed on the side surface to penetrate to the core layer.
전도성 코팅층 및 절연층이 추가로 반복 형성되고, 복수의 전도성 코팅층에 의해 멀티 전극 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
25. The method of claim 24,
Wherein the conductive coating layer and the insulating layer are repeatedly formed, and a multi-electrode pattern is formed by a plurality of conductive coating layers.
전도성 코팅층은 전면에 걸쳐 형성되거나 부분적으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
26. The method of claim 25,
Wherein the conductive coating layer is formed over the entire surface or is partially formed.
절연층의 외부에 형성되는 외부 중공부;
외부 중공부를 둘러싸는 유리관; 및
코어층의 내부에 형성되는 내부 중공부 중에서 하나 이상을 추가로 포함하는, 멀티 전극 패턴을 가지는 광섬유.
26. The method according to claim 24 or 25,
An outer hollow portion formed outside the insulating layer;
A glass tube surrounding the outer hollow portion; And
And further comprising at least one of inner hollows formed inside the core layer.
An optical fiber bundle comprising a plurality of optical fibers having a multi-electrode pattern according to claim 1 or 24.
복수의 광섬유가 서로 꼬인 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유 번들.
29. The method of claim 28,
Wherein the plurality of optical fibers have a twisted shape.
광섬유의 일단에 연결되는 커플링 모듈;
광섬유에 광을 공급하는 광원 모듈; 및
외부와 무선으로 송수신 가능한 무선통신 모듈을 포함하는 광섬유 모듈.
An optical fiber having a multi-electrode pattern according to claim 1 or 24;
A coupling module connected to one end of the optical fiber;
A light source module for supplying light to the optical fiber; And
An optical fiber module comprising a wireless communication module capable of transmitting and receiving wirelessly with the outside.
광원 모듈은 발광 다이오드(LED)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 모듈.
31. The method of claim 30,
Wherein the light source module comprises a light emitting diode (LED).
전원 공급부를 추가로 포함하는 광섬유 모듈.
31. The method of claim 30,
A fiber optic module further comprising a power supply.
전원 공급부는 배터리인 것을 특징으로 하는 광섬유 모듈.
33. The method of claim 32,
Wherein the power supply unit is a battery.
제어 모듈을 추가로 포함하는 광섬유 모듈.31. The method of claim 30,
A fiber optic module further comprising a control module.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140024105A KR101583404B1 (en) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | Optical fiber with multi-electrode pattern for simultaneous detection and stimulation of optical and electrical signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140024105A KR101583404B1 (en) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | Optical fiber with multi-electrode pattern for simultaneous detection and stimulation of optical and electrical signals |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20150102805A KR20150102805A (en) | 2015-09-08 |
KR101583404B1 true KR101583404B1 (en) | 2016-01-08 |
Family
ID=54243474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020140024105A Expired - Fee Related KR101583404B1 (en) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | Optical fiber with multi-electrode pattern for simultaneous detection and stimulation of optical and electrical signals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101583404B1 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102128092B1 (en) * | 2018-08-06 | 2020-06-29 | 서울시립대학교 산학협력단 | Deep brain stimulation transparent electrodes array and neural signal detection method using the same |
CN111659793A (en) * | 2020-06-23 | 2020-09-15 | 湖南菁益医疗科技有限公司 | Electrosurgical electrode and processing technology thereof |
CN115105027A (en) * | 2022-06-30 | 2022-09-27 | 中国科学院半导体研究所 | Fluorescence microscope lens and fluorescence microscope |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004532693A (en) * | 2001-06-01 | 2004-10-28 | バイオフィシカ, エルエルシー | Device for promoting wound healing |
JP2005234361A (en) * | 2004-02-20 | 2005-09-02 | Fujikura Ltd | Optical fiber unit, optical fiber cable using the same, and manufacturing method therefor |
JP2011183098A (en) * | 2010-03-11 | 2011-09-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical fiber type electrode |
JP2013036876A (en) * | 2011-08-09 | 2013-02-21 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Method and system for measuring strain of submarine cable |
-
2014
- 2014-02-28 KR KR1020140024105A patent/KR101583404B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004532693A (en) * | 2001-06-01 | 2004-10-28 | バイオフィシカ, エルエルシー | Device for promoting wound healing |
JP2005234361A (en) * | 2004-02-20 | 2005-09-02 | Fujikura Ltd | Optical fiber unit, optical fiber cable using the same, and manufacturing method therefor |
JP2011183098A (en) * | 2010-03-11 | 2011-09-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical fiber type electrode |
JP2013036876A (en) * | 2011-08-09 | 2013-02-21 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Method and system for measuring strain of submarine cable |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20150102805A (en) | 2015-09-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2012209095B2 (en) | Combined stimulation with controlled light distribution for electro-optical cochlear implants | |
US7603153B2 (en) | Multi-element probe array | |
KR101583404B1 (en) | Optical fiber with multi-electrode pattern for simultaneous detection and stimulation of optical and electrical signals | |
US6501991B1 (en) | Electrically-isolated multiple conductor lead body | |
US20160073887A1 (en) | Optoelectronic device to write-in and read-out activity in brain circuits | |
US6615483B2 (en) | Method for coating a tip region of a multipolar electrode lead | |
CN101244311B (en) | Medical electrode | |
US9247889B2 (en) | Neural probe with optical stimulation capability | |
KR101559236B1 (en) | Optical fiber cable that has optical fiber coated with conductive material which surrounded by a tubular conducting shield | |
US20220099258A1 (en) | Led lighting system and methods | |
CN101332120A (en) | Ablation catheter with optically transparent electricity conductive tip | |
US9662229B2 (en) | Array of microelectrodes for interfacing to neurons within fascicles | |
KR101580386B1 (en) | Hollow core optical fiber coated with conductive material | |
CN105025944B (en) | There is the Pacing lead of structuring coating | |
Wang et al. | An artefact-resist optrode with internal shielding structure for low-noise neural modulation | |
KR101619582B1 (en) | Optical patch clamp using optical fiber coated with conductive material | |
Chen et al. | Potential of photoelectric stimulation with ultrasmall carbon electrode on neural tissue: New directions in neurostimulation technology development | |
Almasri et al. | Emerging trends in the development of flexible optrode arrays for electrophysiology | |
KR102252113B1 (en) | Neural probe structure for measuring multiple fluorescence signals and manufacturing method thereof | |
CN217794109U (en) | Microneedle with light-emitting unit | |
KR20070064638A (en) | Fiber or filament | |
CN213150397U (en) | An optoelectronic hybrid cable | |
JP2009069378A (en) | Optical fiber cord | |
CN107567316A (en) | Laser applicator with electrode | |
EP1802795B1 (en) | Elongated electro-optic device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20140228 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20150605 Patent event code: PE09021S01D |
|
PG1501 | Laying open of application | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20151229 |
|
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20151231 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20151231 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190102 Year of fee payment: 4 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20190102 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20200615 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20201207 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20211216 Start annual number: 7 End annual number: 7 |
|
PC1903 | Unpaid annual fee |
Termination category: Default of registration fee Termination date: 20241011 |