用于红外激光的光纤传输系统技术方案

一种光学装置，它包括： 一波导；以及 一护套构件，它基本上围绕所述波导，并且当所述波导和护套构件呈一直线构造时，可在所述波导上产生一张紧力。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种激光装置。具体地说，本专利技术涉及一种医疗装置用的光纤传输系统。已有技术的描述激光，尤其是那些发射红外光的激光，已被广泛地用来治疗一些医学病症。但是，在这些装置中，通常都难以将激光引入到一进行治疗的目标区域。因此，有人提出了手持式激光装置，以使使用者可容易地将发射激光的手件指向所述目标区域。传统的手持式激光装置包括一藉助于光纤与所述手件耦联的固定激光器，从而构成一光纤传输系统。通常，将所述光纤插入一由诸如聚醚醚酮(PEEK)之类的高密度材料制成的耐压挤保护管内。然后，当所述保护管、光纤和各套管被固定呈一直线时，藉助各套管、通常是由铝制成的小型圆柱形保持件将所述光纤固定于所述管子。因此，当将光纤固定于所述管子时，就没有张紧力作用于所述光纤上。将激光产生的光传输到所述手件。然后，通过适当操作所述手件，使用者可使所述目标区域暴露于一激光束下。但是，所述目标区域通常难以触及，尤其是在治疗牙病的情况中，必需将所述手件定位于病人的口腔内。因此，由于过度地操作所述手件，在光纤内会产生较大的应力。标准的石英玻璃光纤相对较坚固，可以承受这种应力，而其它类型的光纤则不能。具体地说，那些在例如红外波长之类的适合于医用装置的波长下、具有高传输能力的光纤是脆性的，并且当被拉紧时容易断裂。因此，即使这些光纤的光学性能很理想地适用于各种医疗目的，但它们仍不能广泛地用在医学激光系统中。本专利技术的概述根据本专利技术，提供了一种光学装置，它包括一波导和基本包围住所述波导的护套。当护套和波导成笔直结构时，所述护套将在张紧力作用在所述波导上。因此，当护套和波导弯曲时，最终的压缩应力可被设置在波导内的初始张紧应力所抵消。应予理解的是，前述大体上的描述和下面的具体描述都仅仅是举例说明性的，并不对本专利技术加以限制。下面，将结合构成本说明书一部分的附图，对本专利技术的原理进行说明，各附图示出了本专利技术的几个实施例。附图简要说明图l(a)-附图说明图1(c)示出了一光缆；图2是图1(c)中所示套管120的一部分的剖视图；图3示出了本专利技术的光纤传输系统；图4是图1(c)中所示光缆的一部分的详细结构纵向剖视图；图5示出了本专利技术中所使用的一SMA型连接件；图6示出了两光纤110和610之间的光耦合情况；图7(a)示出了本专利技术的一手件的详细结构纵向剖视图；图7(b)-图7(d)示出了图7(a)所示手件的另一剖视图；图8示出了本专利技术另一实施例的手件的详细结构纵向剖视图；图9(a)示出了本专利技术又一实施例的手件的详细结构纵向剖视图；图9(b)和图9(c)示出了图9(a)所示手件的另一剖视图；图10(a)和图10(b)示出了不同的手件设计；以及图11(a)-图11(d)示出了根据本专利技术的图8和图9(a)所示的光纤顶端的不同结构。较佳实施例的具体描述下面将结合附图中所示的例子，对本专利技术的几个示例性实施例进行具体描述。在各附图中，凡是相同的标号均表示相同或相似的构件。本专利技术的专利技术人已发现，在脆弱易碎的非硅质光纤穿过一防护管或护套时，当所述防护管和光纤被过份弯曲或折曲时，在压缩应力的作用下，所述光纤会发生折损和断裂。人们发现，这种不为人们所期望的压缩应力是由于光纤和管子之间的顺从性互不相同的缘故。也就是，如图1(a)和图1(b)所示，当一长度为L的管子100被弯曲成一弧形时，其长度会缩短一定量ΔL，这主要是由于管子的管形横截面从圆形变化到椭圆形。因此，当管子被弯曲时，弧线管子的长度是L-ΔL。光纤110以相同的曲率在管子100内部弯曲，但是其长度缩短至L-δl。已发现，对于长度L为1.5米、曲率半径为20厘米、由氧化锗玻璃纤维110制成的光纤110和由聚醚醚酮(PEEK)管子100制成的管子100而言，光纤长度δl的变化要比管子长度ΔL的变化小很多(0.1毫米)，而且，在这种情况中，管子100最好具有1.8毫米的外径和0.5-1.2毫米的内径，但是这些值都取决于光纤的直径，一般在0.2至1.1毫米的范围内。其它光纤和管子的成分和直径互不相同的光纤/管子组合件也证明了这种相同的效果。但是其ΔL和δl值稍有不同。如图1(b)进一步所示，借助一套管120将光纤110固定于管子100的一端，光纤110在它弯曲时从所述管子中凸伸出来的程度要比它笔直时来得厉害。这样，在弯曲状态下，管子100会缩短，由于它受到所述管子内壁的限制，因此会使光纤110压缩、折损和断裂。为了减小本专利技术光纤110所受到的压缩应力，当将光纤110敷设在管子100内时，可将一预定的偏置张紧力作用于光纤110。适当大小的张紧偏置力可以通过测量“最小弯曲半径”(MBR)，即，光纤可被弯曲但未封装的(裸露的)光纤没有发生断裂时的最小曲率半径，以及在理想长度L和MBR时的相对长度缩短量ΔL-δl来确定。所述光纤最好在笔直状态时在长度L-∈(ΔL-δl)处作标记，其中∈是视光纤/管子成分而定的系数。对于单晶的兰宝石光纤和PEEK管子来说，∈约为0.7-0.8，而对于氧化锗(GeO)玻璃纤维和相同成分的管道来说，∈约为0.5-0.6。∈的变化是由于所选用的各种光纤的直径各有不同。一般来说，∈的值不能选为1，因为它将为光纤110确定一过大的张紧偏置力。对于所载红外线的在红外波长(913毫微米-2.2微米)附近的光纤来说，所述MBR最好是5厘米，对于所载红外线为中-红外波长(2.2-19微米)的光纤来说，所述MBR最好是20厘米，并且光纤110的长度可达10米。然后，将松套的光纤端部以所标记的长度固定于套管120上(例如，对于GeO玻璃纤维来说，所述长度将比1.5米的管子长度约短了1.74毫米)。在对光纤110进行抛光之后，以将其长度缩短最小弯曲半径间隙量值(MBRG＝)，将管子100固定于套管120。然后，将光纤110和管子100弯曲至40％-60％的MBR。随后，连接一第二套管(参见将在下文中描述的图3所示的SMA连接件370)。接下来，将光纤110和管子100弄直，以将光纤拉紧，从而能给予所述偏置张紧力。较佳的是，对于直径较大的管子和光纤来说，应该将光纤110和管子100弯曲至40％的MBR，但是，对于直径较小的管子和光纤来说，应该将光纤和管子弯曲至60％的MBR。结果，当本专利技术的光缆130被弯曲时，所述光纤受到的压缩应力可以藉助所述张紧偏置应力而减小。光纤110和管子100由此可基本上作为一个完体而弯曲和折曲，即，其相对运动可以忽略不计。而且，以某些曲率半径弯曲时，应力可变为0。因此，根据本专利技术，可以将脆弱易碎的光纤(即，受到应力作用容易断裂的那些光纤)，诸如单晶的兰宝石光纤、多晶KRS5(卤化陀)纤维、中空波导玻璃纤维、氧化锗玻璃纤维和包括卤化碲(TeX)纤维在内的氟化玻璃纤维，很方便地封装入光缆内。但是，较佳的是，光纤110和管子100应该非常小心地固定于套管120上，以避免进一步拉紧所述光纤。较佳的是，对于所载红外线为红外波长附近的光纤来说，所述光纤上的弯曲应力是2％，对于所载红外线为中红外波长的光纤来说，所述光纤上的弯曲应力是10％。图2示意性地示出了光纤110和管子100是如何单独地固定于套管120的。具体地说，较佳的是，藉助环氧物140将管子100和光纤110固定于套管120的内部，以获得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：W·A·哥利哈尔，L·G·德谢泽，S·C·布拉德利，
申请(专利权)人：法洛斯光学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：