RU2528655C1 - Fibre-optic tool with curved distal working part - Google Patents
Fibre-optic tool with curved distal working part Download PDFInfo
- Publication number
- RU2528655C1 RU2528655C1 RU2013125364/14A RU2013125364A RU2528655C1 RU 2528655 C1 RU2528655 C1 RU 2528655C1 RU 2013125364/14 A RU2013125364/14 A RU 2013125364/14A RU 2013125364 A RU2013125364 A RU 2013125364A RU 2528655 C1 RU2528655 C1 RU 2528655C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tip
- optical fiber
- fiber
- distal portion
- radiation
- Prior art date
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 47
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 35
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 206010036940 Prostatic adenoma Diseases 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 208000003200 Adenoma Diseases 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 1
- 239000013308 plastic optical fiber Substances 0.000 description 1
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 1
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 210000003708 urethra Anatomy 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 210000001835 viscera Anatomy 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области техники, предназначенной для лазерной обработки материалов в труднодоступных участках, а также к области медицинской техники, а именно к устройствам, применяемым во время проведения лазерных хирургических и терапевтических процедур в труднодоступных отделах внутренних органов, в том числе при лазерной вапоризации и коагуляции аденомы предстательной железы.The invention relates to the field of technology intended for laser processing of materials in hard-to-reach areas, as well as to the field of medical equipment, namely, devices used during laser surgical and therapeutic procedures in hard-to-reach departments of internal organs, including laser vaporization and coagulation prostate adenomas.
Уровень техникиState of the art
Во многих внутриполостных операциях осуществляется удаление различных мягких тканей, таких как опухоли, бляшки, жир и пр. Например, при появлении аденомы предстательной железы необходимо удалить образовавшуюся опухоль. Оперативные методы удаления аденомы делятся на открытые, с доступом через мочевой пузырь, и малоинвазивные - без разреза, через мочеиспускательный канал.In many intracavitary operations, various soft tissues are removed, such as tumors, plaques, fat, etc. For example, with the appearance of prostate adenoma, the resulting tumor must be removed. Surgical methods for removing adenomas are divided into open, with access through the bladder, and minimally invasive - without an incision, through the urethra.
Для проведения малоинвазивных операций применяются различные устройства, в том числе волоконно-оптические инструменты, использующие лазерное излучение или излучение мощных диодов. Принцип действия таких инструментов основан на термической коагуляции и абляции (испарении) излучением патологических тканей. Благодаря возможности концентрировать энергию оптического излучения в малом объеме волоконно-оптические инструменты позволяют точнее воздействовать на больные участки тканей, не затрагивая здоровые.Various devices are used to perform minimally invasive operations, including fiber-optic instruments using laser radiation or radiation from powerful diodes. The principle of operation of such tools is based on thermal coagulation and ablation (evaporation) by radiation of pathological tissues. Due to the ability to concentrate the energy of optical radiation in a small volume, fiber-optic instruments can more accurately affect diseased tissue areas without affecting healthy ones.
В патенте US 5366456 предложена конструкция лазерного волоконного скальпеля, в котором излучение, вышедшее из оптического волокна, отражается под углом от специального элемента - вставки, имеющей отражающую поверхность. Недостатком такой конструкции является то, что часть излучения поглощается на отражающей поверхности вставки, что приводит к нежелательному нагреву инструмента и требует охлаждения. Другим недостатком является сложность конструкции, состоящей из нескольких сложных элементов.US Pat. No. 5,366,456 proposes a design of a laser fiber scalpel in which radiation emerging from an optical fiber is reflected at an angle from a special element — an insert having a reflective surface. The disadvantage of this design is that part of the radiation is absorbed on the reflective surface of the insert, which leads to undesirable heating of the tool and requires cooling. Another disadvantage is the complexity of the design, consisting of several complex elements.
В патенте US 6699239 описан волоконно-оптический инструмент, состоящий из двух частей: оптического волокна и наконечника. Наконечник имеет прямой участок и участок, отклоненный под некоторым углом к оси оптического волокна. Излучение, вышедшее из оптического волокна, распространяется внутри наконечника, претерпевая на его границах полное внутреннее отражение. Недостатком такой конструкции является то, что при работе в жидкой среде в месте загиба условие полного внутреннего отражения на внешней поверхности наконечника может быть нарушено, что приведет к потерям излучения в месте изгиба и облучению здоровых тканей. При этом в нужную зону воздействия будет доставляться меньше энергии излучения.US 6,699,239 discloses a fiber optic instrument consisting of two parts: an optical fiber and a tip. The tip has a straight section and a section deflected at a certain angle to the axis of the optical fiber. The radiation emerging from the optical fiber propagates inside the tip, undergoing complete internal reflection at its boundaries. The disadvantage of this design is that when working in a liquid medium at the bend, the condition of total internal reflection on the outer surface of the tip may be violated, which will lead to radiation losses at the bend and irradiation of healthy tissues. In this case, less radiation energy will be delivered to the desired exposure zone.
В патенте US 5416878 предложен волоконный инструмент, в котором загнутый наконечник направляет излучение под углом к оси оптического волокна. Данная конструкция имеет два недостатка: плоский излучающий торец оптического волокна не позволяет фокусировать излучение, а оголенная тонкая жила оптического волокна может сломаться, поэтому возникает необходимость использовать оптические волокна с большим диаметром сердцевины (порядка 1000 мкм), что ограничивает область применения инструмента.US Pat. No. 5,416,878 proposes a fiber tool in which a bent tip directs radiation at an angle to the axis of the optical fiber. This design has two drawbacks: the flat emitting end of the optical fiber does not allow focusing the radiation, and the bare thin core of the optical fiber can break, so it becomes necessary to use optical fibers with a large core diameter (of the order of 1000 μm), which limits the scope of the tool.
В качестве прототипа взят инструмент, описанный в заявке на патент US 2011/0160713 А1. В данной конструкции наконечник с загнутым концом контактным образом закреплен на оголенном от оболочки дистальном участке оптического волокна. Указано, что оптическое волокно и наконечник изготовлены из кварца или стекла и сплавлены друг с другом по длине оголенного участка, причем торец оптического волокна в наконечнике может как не доходить до торцевой внешней поверхности наконечника, так и быть частью внешней поверхности, доходя до контакта с окружающей наконечник внешней средой. Такая конструкция волоконно-оптического инструмента надежнее предложенных ранее, так как наконечник в ней выполняет больше механически укрепляющую роль, чем оптическую. Однако и она имеет ряд недостатков.As a prototype taken the tool described in patent application US 2011/0160713 A1. In this design, the tip with a bent end is contacted in a fixed manner on the distal portion of the optical fiber exposed from the sheath. It is indicated that the optical fiber and the tip are made of quartz or glass and are fused with each other along the length of the exposed portion, and the end of the optical fiber in the tip may either not reach the end outer surface of the tip, or be part of the outer surface, reaching contact with the surrounding tip of the external environment. Such a design of a fiber-optic instrument is more reliable than previously proposed, since the tip in it has a more mechanically strengthening role than an optical one. However, it also has several disadvantages.
Первым недостатком прототипа является то, что оптическое волокно и наконечник сварены друг с другом по длине оголенного участка. Так как излучение в наконечнике распространяется до торца, расположенного на конце загнутой части, то для того чтобы излучение не выходило за пределы наконечника в месте изгиба, должно выполняться условие полного внутреннего отражения на границах раздела материалов: сердцевины, оболочки волокна, наконечника и окружающей среды. Условие полного внутреннего отражения определяется отношением показателей преломления соприкасающихся сред, но в силу того, что показатели преломления указанных материалов не могут сильно различаться, конструкция инструмента имеет существенные ограничения, касающиеся угла наклона загнутой части, расходимости введенного в волокно излучения, а также материалов инструмента.The first disadvantage of the prototype is that the optical fiber and the tip are welded to each other along the length of the exposed section. Since the radiation in the tip extends to the end located at the end of the bent part, in order for the radiation not to extend beyond the tip at the bend, the condition for total internal reflection at the interface between the materials: core, fiber sheath, tip and the environment must be met. The condition of total internal reflection is determined by the ratio of the refractive indices of the contacting media, but due to the fact that the refractive indices of these materials cannot vary greatly, the design of the instrument has significant limitations regarding the angle of inclination of the bent part, the divergence of radiation introduced into the fiber, and also the materials of the instrument.
Например, при использовании типичного кварцевого оптического волокна с числовой апертурой 0,22 и наконечника, изготовленного из кварца с типичным показателем преломления 1,45, условия доставки излучения к излучающему торцу без потерь (при работе наконечника в водной среде) будут выполняться при угле наклона загнутой части, не превышающем 20 градусов. При использовании оптического волокна с большей числовой апертурой, например 0,33, максимальный угол наклона загнутой части не превышает 15 градусов.For example, when using a typical quartz optical fiber with a numerical aperture of 0.22 and a tip made of quartz with a typical refractive index of 1.45, the conditions for the delivery of radiation to the emitting end face without loss (when the tip is operating in an aqueous medium) will be fulfilled at an inclined angle parts not exceeding 20 degrees. When using an optical fiber with a larger numerical aperture, for example 0.33, the maximum angle of inclination of the bent part does not exceed 15 degrees.
Волокна с числовой апертурой 0,22 и 0,33 предпочтительны в использовании, так как широко распространены и сравнительно недороги. Кроме того, в оптическое волокно с большей числовой апертурой легче ввести излучение большей мощности.Fibers with a numerical aperture of 0.22 and 0.33 are preferred in use, since they are widespread and relatively inexpensive. In addition, it is easier to introduce radiation of higher power into an optical fiber with a larger numerical aperture.
Указанные особенности конструкции ограничивают использование распространенных оптических волокон, налагают ограничения на угол наклона излучающего торца или требуют специального подбора материалов с большим соотношением показателей преломления.These design features limit the use of common optical fibers, impose restrictions on the angle of inclination of the emitting end, or require special selection of materials with a large ratio of refractive indices.
Еще одним недостатком прототипа является то, что расходимость излучения на выходе инструмента задается кривизной поверхности излучающего торца оптического волокна. В одной из реализации прототипа излучающий торец оптоволокна, имеющий заданную кривизну поверхности, является одновременно и излучающей поверхностью. Такая конфигурация не дает возможности наилучшим образом использовать фокусирующие свойства преломляющей поверхности, т.к. известно, что наряду с заданием кривизны поверхности в оптических системах для оптимальной фокусировки задают расстояние от преломляющей поверхности до излучающего объекта.Another disadvantage of the prototype is that the divergence of radiation at the output of the tool is set by the curvature of the surface of the radiating end of the optical fiber. In one implementation of the prototype, the radiating end face of the optical fiber having a given surface curvature is simultaneously a radiating surface. Such a configuration does not allow the best use of the focusing properties of the refracting surface, since It is known that, along with setting the surface curvature in optical systems, the distance from the refracting surface to the emitting object is set for optimal focusing.
В другой реализации прототипа введены дополнительные преломляющие поверхности, расположенные на расстоянии от излучающего торца. Эти поверхности позволяют повысить степень фокусировки излучения, но вносят нежелательные потери.In another implementation of the prototype introduced additional refractive surface located at a distance from the radiating end. These surfaces can increase the degree of focusing of the radiation, but introduce unwanted losses.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Целью изобретения является уменьшение потерь при передаче излучения в зону воздействия, увеличение угла отклонения пучка излучения на выходе наконечника с одновременным увеличением доставляемой в зону обработки доли мощности излучения, а также формирование в области воздействия требуемых пространственно-энергетических параметров лазерного излучения. Дополнительной целью является упрощение конструкции наконечника и обеспечение возможности использования оптических волокон с большей числовой апертурой.The aim of the invention is to reduce losses in the transmission of radiation to the exposure zone, increasing the angle of deviation of the radiation beam at the output of the tip while increasing the fraction of radiation power delivered to the processing zone, as well as the formation of the required spatial and energy parameters of laser radiation in the area of influence. An additional goal is to simplify the design of the tip and enable the use of optical fibers with a larger numerical aperture.
Это достигается тем, что в отличие от известного технического решения дистальный участок оптического волокна расположен внутри изогнутого наконечника с зазором по всей длине наконечника, включая область изгиба, торец дистального участка оптического волокна приварен к внутренней поверхности заваренного участка наконечника, образуя с внешней оптически преломляющей поверхностью наконечника оптический элемент, а со стороны открытой части наконечник герметично закреплен на защитной оболочке оптического волокна.This is achieved by the fact that, in contrast to the known technical solution, the distal portion of the optical fiber is located inside the bent tip with a gap along the entire length of the tip, including the bending region, the end face of the distal portion of the optical fiber is welded to the inner surface of the brewed portion of the tip, forming with the outer optically refracting surface of the tip optical element, and from the side of the open part the tip is hermetically attached to the protective sheath of the optical fiber.
Описание чертежейDescription of drawings
На фиг.1 изображено поперечное сечение инструмента.Figure 1 shows a cross section of a tool.
На фиг.2 изображены основные размеры конструкции.Figure 2 shows the main dimensions of the structure.
На фиг.3 изображен вариант конструкции, в котором оптическое волокно расположено со смещением относительно оси наконечника. Показан увеличенный вид изогнутой части инструмента.Figure 3 shows a design variant in which the optical fiber is offset from the axis of the tip. An enlarged view of the curved part of the tool is shown.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Волоконно-оптический инструмент (1) содержит (фиг.1): оптическое волокно (2), оголенный от защитной оболочки дистальный участок оптического волокна (3), наконечник (4), зазор (5) между поверхностью дистального участка и внутренней поверхностью наконечника, изогнутый участок наконечника (6), заваренный участок наконечника (7), клеевой шов (8), торец дистального участка оптического волокна (9), оптически преломляющую поверхность заваренного участка наконечника (10).Fiber-optic instrument (1) contains (Fig. 1): optical fiber (2), the distal portion of the optical fiber (3) exposed from the protective sheath, the tip (4), the gap (5) between the surface of the distal portion and the inner surface of the tip, the curved portion of the tip (6), the brewed portion of the tip (7), the adhesive seam (8), the end face of the distal portion of the optical fiber (9), the optically refracting surface of the brewed portion of the tip (10).
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
В оптическое волокно 2, входной торец которого подсоединен к лазеру или магистральному оптическому кабелю (не показаны на фигурах), вводится излучение. Излучение распространяется по волокну по направлению к наконечнику 4.Radiation is introduced into the optical fiber 2, the input end of which is connected to a laser or a main optical cable (not shown in the figures). The radiation propagates along the fiber towards the tip 4.
Внутри наконечника 4 излучение, вышедшее из волокна 2, продолжает распространяться в оголенном от защитной оболочки дистальном участке 3. При этом дистальный участок расположен с зазором 5 внутри полости наконечника 4. В зазоре 5 может быть создан вакуум, он может быть заполнен воздухом или другим газом. Величина зазора Н (фиг.2) должна быть больше длины волны излучения.Inside the tip 4, the radiation emerging from the fiber 2 continues to propagate in the distal portion 3 exposed from the protective sheath. The distal portion is located with a gap 5 inside the cavity of the tip 4. A vacuum can be created in the gap 5, it can be filled with air or other gas . The size of the gap H (figure 2) should be greater than the wavelength of radiation.
Дистальный участок 3 может являться продолжением сердцевины и оптической оболочки волокна, а также (в случае кварц-полимерного волокна) продолжением только сердцевины волокна без оптической полимерной оболочки.The distal portion 3 may be a continuation of the core and the optical sheath of the fiber, and also (in the case of a quartz-polymer fiber) a continuation of only the core of the fiber without an optical polymer sheath.
Вследствие того, что показатель преломления материала дистального участка 3 существенно больше показателя преломления окружающей его среды в зазоре 5, в изогнутом участке наконечника 6 условие полного внутреннего отражения не нарушается и излучение без потерь доставляется к торцу дистального участка оптического волокна 9. Величина угла А наклона изогнутого участка к оси волокна лежит в пределах от 20 до 90 градусов.Due to the fact that the refractive index of the material of the distal portion 3 is significantly greater than the refractive index of its environment in the gap 5, the condition of total internal reflection is not violated in the bent portion of the tip 6 and the radiation is delivered without loss to the end of the distal portion of the optical fiber 9. The angle of inclination A of the bent plot to the axis of the fiber lies in the range from 20 to 90 degrees.
После прохождения изогнутого участка 6 излучение из дистального участка 3 попадает в заваренный участок 7.After passing through the curved section 6, the radiation from the distal section 3 enters the brewed section 7.
Торец дистального участка оптического волокна 9 сварен с внутренней поверхностью заваренного участка 7.The end face of the distal portion of the optical fiber 9 is welded to the inner surface of the brewed portion 7.
Известно, что при сварке образуются остаточные напряжения, обусловленные термическими деформациями свариваемых материалов. Остаточные напряжения могут привести к разрушению сварного шва. Поэтому материалы дистального участка волокна 3 и наконечника 4 имеют близкие значения коэффициентов термического расширения.It is known that during welding, residual stresses are formed due to thermal deformations of the materials being welded. Residual stresses can lead to destruction of the weld. Therefore, the materials of the distal portion of the fiber 3 and the tip 4 have close values of the coefficients of thermal expansion.
Оптически преломляющая поверхность 10 является внешней поверхностью заваренного участка 7. Эта поверхность может иметь выпуклую, вогнутую, плоскую или коническую форму. Торец дистального участка оптического волокна 9, сваренный с внутренней поверхностью заваренного участка 7, и оптически преломляющая поверхность 10 образуют оптический элемент (линзу, призму, мениск), толщина В которого (фиг.2) определяется формулой:The optically refractive surface 10 is the outer surface of the brewed portion 7. This surface may have a convex, concave, flat or conical shape. The end face of the distal portion of the optical fiber 9, welded to the inner surface of the brewed portion 7, and the optically refracting surface 10 form an optical element (lens, prism, meniscus), the thickness of which (figure 2) is determined by the formula:
D - диаметр заваренного участка;D is the diameter of the brewed area;
d - диаметр дистального участка волокна;d is the diameter of the distal portion of the fiber;
nс - показатель преломления материала сердцевины волокна;n with - the refractive index of the material of the fiber core;
nе - показатель преломления материала наконечника;n e is the refractive index of the tip material;
NA - числовая апертура оптического волокна;NA is the numerical aperture of the optical fiber;
А - угол наклона изогнутого участка к оси волокна.And - the angle of inclination of the curved section to the fiber axis.
Задавая толщину В и форму поверхности 10 можно получить требуемое распределение излучения на выходе инструмента.By setting the thickness B and the shape of the surface 10, it is possible to obtain the desired radiation distribution at the output of the tool.
В некоторых реализациях конструкции торец оптического волокна расположен со смещением S перпендикулярно оси изогнутого участка 6 в направлении противоположном изгибу (фиг.3). Это дает возможность дополнительно увеличить угол отклонения излучения в наконечнике. Угол отклонения К излучения относительно оси загнутого участка определяется соотношением:In some implementations of the design, the end of the optical fiber is located with an offset S perpendicular to the axis of the curved section 6 in the direction opposite to the bend (figure 3). This makes it possible to further increase the angle of deviation of the radiation in the tip. The deviation angle K of the radiation relative to the axis of the bent section is determined by the ratio:
f' - расстояние до фокальной плоскости преломляющей поверхности в среде, окружающей наконечник;f 'is the distance to the focal plane of the refracting surface in the medium surrounding the tip;
S - величина смещения торца оптического волокна перпендикулярно оси изогнутого участка.S is the magnitude of the displacement of the end of the optical fiber perpendicular to the axis of the curved section.
Со стороны открытой части наконечник 4 герметично закреплен на защитной оболочке оптического волокна посредством клеевого шва 8.From the side of the open part, the tip 4 is hermetically attached to the protective sheath of the optical fiber by means of an adhesive seam 8.
Во время операций инструмент может быть помещен в инструментальный канал эндоскопа, где с помощью визуального канала можно контролировать область лазерного воздействия.During operations, the instrument can be placed in the instrument channel of the endoscope, where the area of laser exposure can be controlled using the visual channel.
Вариант осуществления изобретенияAn embodiment of the invention
Один из вариантов осуществления изобретения изображен на фиг.2. Используется кварц-полимерное оптическое волокно с числовой апертурой 0,33, в котором сердцевина изготовлена из кварцевого стекла, а оболочка - из полимера. Дистальный участок внутри наконечника является продолжением сердцевины волокна, оголенной от оптической полимерной оболочки и защитных оболочек. Диаметр дистального участка d равен 0,6 мм. Наконечник изготовлен из кварцевого стекла. Наружный диаметр наконечника М равен 2 мм, и диаметр преломляющей поверхности наконечника D равен 2,5 мм. Величина зазора Н между дистальным участком и внутренней поверхностью наконечника равна 0,2 мм. Угол наклона А изогнутого участка равен 30 градусам. Толщина заваренного участка В равна 0,7 мм. Длина прямой части наконечника L1 равна 13,5 мм, длина изогнутой части L2 равна 4,5 мм.One of the embodiments of the invention shown in figure 2. A quartz-polymer optical fiber with a numerical aperture of 0.33 is used, in which the core is made of quartz glass and the sheath is made of polymer. The distal section inside the tip is a continuation of the fiber core, exposed from the optical polymer sheath and protective sheaths. The diameter of the distal portion d is 0.6 mm. The tip is made of quartz glass. The outer diameter of the tip M is 2 mm, and the diameter of the refractive surface of the tip D is 2.5 mm. The gap H between the distal portion and the inner surface of the tip is 0.2 mm. The angle of inclination A of the curved section is 30 degrees. The thickness of the brewed plot is equal to 0.7 mm The length of the straight part of the tip L 1 is 13.5 mm, the length of the curved part L 2 is 4.5 mm.
Claims (6)
оптическое волокно с дистальным участком, оголенным от защитных оболочек,
наконечник в виде изогнутого полого цилиндра из прозрачного для используемого излучения материала, имеющий заваренный с одной стороны участок с внешней оптически преломляющей поверхностью, расположенный так, что дистальный участок оптического волокна размещен внутри наконечника,
отличающийся тем, что дистальный участок оптического волокна расположен внутри наконечника с зазором по всей длине полости наконечника, включая область ее изгиба, причем величина зазора превышает длину волны распространяющегося по волокну излучения,
торец дистального участка оптического волокна приварен к внутренней поверхности заваренного участка наконечника, образуя с внешней оптически преломляющей поверхностью заваренного участка наконечника оптический элемент, толщина В которого определяется формулой:
D - диаметр внешней оптически преломляющей поверхности заваренного участка;
d - диаметр дистального участка оптического волокна;
nс - показатель преломления материала сердцевины волокна;
nе - показатель преломления материала наконечника;
NA - числовая апертура оптического волокна;
А - угол наклона изогнутого участка к оси волокна;
при этом коэффициенты термического расширения материалов сердцевины волокна и наконечника имеют близкие значения.1. Fiber optic instrument containing:
optical fiber with a distal portion exposed from the protective shells,
a tip in the form of a curved hollow cylinder made of a material transparent to the radiation used, having a section welded on one side with an external optically refracting surface, located so that the distal portion of the optical fiber is placed inside the tip,
characterized in that the distal portion of the optical fiber is located inside the tip with a gap along the entire length of the cavity of the tip, including the region of its bending, and the gap exceeds the wavelength of the radiation propagating through the fiber,
the end face of the distal portion of the optical fiber is welded to the inner surface of the brewed portion of the tip, forming an optical element with the outer optically refracting surface of the brewed portion of the tip, the thickness of which is determined by the formula:
D is the diameter of the external optically refracting surface of the brewed area;
d is the diameter of the distal portion of the optical fiber;
n with - the refractive index of the material of the fiber core;
n e is the refractive index of the tip material;
NA is the numerical aperture of the optical fiber;
A is the angle of inclination of the curved section to the fiber axis;
the coefficients of thermal expansion of the materials of the core of the fiber and the tip have close values.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013125364/14A RU2528655C1 (en) | 2013-05-22 | 2013-05-22 | Fibre-optic tool with curved distal working part |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013125364/14A RU2528655C1 (en) | 2013-05-22 | 2013-05-22 | Fibre-optic tool with curved distal working part |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2528655C1 true RU2528655C1 (en) | 2014-09-20 |
Family
ID=51583018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013125364/14A RU2528655C1 (en) | 2013-05-22 | 2013-05-22 | Fibre-optic tool with curved distal working part |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2528655C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU178750U1 (en) * | 2017-02-10 | 2018-04-18 | Закрытое акционерное общество "ФОТЭК" | Fiber optic tool |
| CN110384499A (en) * | 2018-04-20 | 2019-10-29 | 武汉益永康医疗科技有限公司 | Internal indexed optical fiber and preparation method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2092197C1 (en) * | 1991-05-15 | 1997-10-10 | С.Л.Т. Джапэн Ко., Лтд. | Device for performing of laser irradiation |
| RU6141U1 (en) * | 1996-10-15 | 1998-03-16 | Лаврентьева Юлия Эдуардовна | DEVICE FOR LASER IRRADIATION OF FABRIC |
| US20110160713A1 (en) * | 2009-09-24 | 2011-06-30 | Ceramoptec Industries Inc. | Twister fiber optic systems and their use in medical applications |
-
2013
- 2013-05-22 RU RU2013125364/14A patent/RU2528655C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2092197C1 (en) * | 1991-05-15 | 1997-10-10 | С.Л.Т. Джапэн Ко., Лтд. | Device for performing of laser irradiation |
| RU6141U1 (en) * | 1996-10-15 | 1998-03-16 | Лаврентьева Юлия Эдуардовна | DEVICE FOR LASER IRRADIATION OF FABRIC |
| US20110160713A1 (en) * | 2009-09-24 | 2011-06-30 | Ceramoptec Industries Inc. | Twister fiber optic systems and their use in medical applications |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU178750U1 (en) * | 2017-02-10 | 2018-04-18 | Закрытое акционерное общество "ФОТЭК" | Fiber optic tool |
| CN110384499A (en) * | 2018-04-20 | 2019-10-29 | 武汉益永康医疗科技有限公司 | Internal indexed optical fiber and preparation method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nazif et al. | Review of laser fibers: a practical guide for urologists | |
| US5428699A (en) | Probe having optical fiber for laterally directing laser beam | |
| US5496309A (en) | Catheter device utilizing a laser beam laterally directed by a high index prism in a liquid medium | |
| EP3597133B1 (en) | Side-fire laser fiber having a molded reflective surface | |
| US9788898B2 (en) | Methods and apparatus related to a side-fire assembly that has an optical grating | |
| US9636182B2 (en) | Illuminated suction apparatus | |
| US8724941B2 (en) | Methods and apparatus related to a side-fire optical fiber having a robust distal end portion | |
| US20180214211A1 (en) | Side-firing laser fiber with protective tip and related methods | |
| US9289262B2 (en) | Dielectric coatings for laser fiber and related methods | |
| JPH06343651A (en) | Fiberoptic probe for laser operation of pulpy tissue | |
| US9888964B2 (en) | Side-firing laser fiber with glass fused reflector and capillary and related methods | |
| Hutchens et al. | Characterization of novel microsphere chain fiber optic tips for potential use in ophthalmic laser surgery | |
| KR20070083698A (en) | System and method for optical coherence imaging | |
| US8911433B2 (en) | Methods and apparatus related to a distal end of a side-fire optical fiber having multiple capillary components | |
| TW201311211A (en) | Multi-point laser surgical probe using polyhedral optics | |
| CN104220908A (en) | Configuring optical fibers to emit radiation by bending | |
| Hutchens et al. | Detachable microsphere scalpel tips for potential use in ophthalmic surgery with the erbium: YAG laser | |
| CN217467338U (en) | Endoscope probe | |
| WO2018113887A2 (en) | A medical probe assembly | |
| JP2023504641A (en) | Optical fiber for transmitting both illumination light and laser light beams | |
| RU2528655C1 (en) | Fibre-optic tool with curved distal working part | |
| IE902044A1 (en) | Fibre Optic Apparatus for Use With Medical Lasers | |
| RU2741236C1 (en) | Light guide instrument with microfocusing | |
| CN115005974A (en) | Method, device and support structure for assembling optical fibers in a catheter tip | |
| Darafsheh et al. | Contact focusing multimodal probes for potential use in ophthalmic surgery with the Erbium: YAG laser |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150523 |
|
| BF4A | Cancelling a publication of earlier date [patents] |
Free format text: PUBLICATION IN JOURNAL SHOULD BE CANCELLED |