JP6725421B2 - ナノインプリントリソグラフィを用いた小型内視鏡 - Google Patents
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Description
本出願は2014年1月31日に出願された米国仮出願第61/934,421号(ナノインプリントリソグラフィを用いた小型内視鏡の製造のシステム及び方法)に基づく優先権を主張するものであり、その内容は全体として参照によりここに組み込まれる。
本明細書は、一般には、例示的なシステムを含む小型顕微鏡の製造に関し、低侵襲撮像及び画像誘導治療の方法を含む、ナノインプリントを用いた小型内視鏡の製造方法に関するものである。
スペクトル符号化内視鏡("SEE":Spectrally Encoded Endoscopy)は、サブミリメートル径プローブを介した高解像度撮像を行うことが可能な小型内視鏡技術である。SEEでは、広帯域光がファイバの先端で格子により回折されて、サンプル上の分散スペクトルを生成する。サンプルから戻った光は分光器を用いて検出され、解像可能な波長の各々は、サンプル上の異なる点からの反射率に対応する。従来、SEEの手順は、2次元または3次元の高品質画像を生成する350μm径プローブを用いて実証されてきた。SEEプローブを製造する上での技術的課題の一つは、回折効率が高いサブミリメートルの透過格子を作成し、小型格子をプローブ内の他の光学部品とともに正確に組み立てることであった。
したがって、そのため、本開示のさまざまな例示的な実施形態に係るナノインプリント技術を用いたものを含む、小型内視鏡を製造するための例示的なシステムの変形及び方法がここに提供される。ここのいくつかの例示的な実施形態によれば、SEE撮像光学系上の小型回折格子の製造を含む、ナノインプリントリソグラフィを用いたSEEプローブを製造するための方法、システム、及び、コンピュータアクセス可能媒体が提供される。
本開示のさらなる目的、特徴、及び利点は、本開示の実施形態例を示す次の添付図面と合わせて、以下の詳細な説明から明らかになるだろう。
本開示の例示的な実施形態に従い、SEEプローブの概略図を図1に示す。この例示的なSEEプローブは、光ファイバ100、フォーカスレンズ110、及び、回折格子120を含むことができる。図1に示すように、広帯域光又は紫外線光130はサンプル140を横切る方向に分光されることができる。他の例示的な実施形態においては、他の電磁放射線が提供されうる。
Claims (34)
- 内視鏡光プローブにおける回折構成を提供する方法であって、
剛性モールドに少なくとも一つのパターン面を提供する工程と、
プレポリマー接着剤組成を用いて、前記剛性モールドを前記内視鏡光プローブの少なくとも一つの部分に接続する工程と、
前記内視鏡光プローブの遠位端において、前記剛性モールドの構造又は少なくとも一つの特徴を少なくとも近似的に複製する前記回折構成を形成するために、前記プレポリマー接着剤組成を重合させる工程と、を有し、
前記回折構成は、内視鏡光プローブを製造する仕上げ工程として形成されることを特徴とする方法。 - 乾式エッチングにより前記剛性モールドを形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記回折構成は格子であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- プレポリマー接着剤組成物が重合して回折構成を形成した後、前記剛性モールドを前記内視鏡光プローブの遠位端から取り外す工程をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記内視鏡光プローブは、少なくとも一つのレンズを備え、前記方法は、前記少なくとも一つのレンズが前記回折構成と光通信するように、プレポリマー接着剤組成物を前記剛性モールドまたは前記少なくとも一つのレンズのいずれかの上に堆積させることを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記剛性モールドは、紫外線放射と可視光放射に実質的に透過的な組成を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記重合させる工程は、重合される前記プレポリマー接着剤組成へ少なくとも一つの電磁放射線を適用する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも一つの電磁放射線は、前記内視鏡光プローブと前記剛性モールドのうちの一つを介して提供されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記プレポリマー接着剤組成は1.3と1.7の間の屈折率を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記内視鏡光プローブの遠位端に形成された前記回折構成は、1mmよりも小さい直径又は断面を有する円形の格子であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記格子は1mmあたり1000ラインよりも大きな溝密度を有することを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記格子は1mmあたり2000ラインよりも大きな溝密度を有することを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記格子は5を上回る溝アスペクト比を有することを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記格子は70%を上回る回折効率を有することを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記回折構成は少なくとも一つのレンズ素子を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記内視鏡光プローブは、光ファイバとGRINレンズを含み、前記重合させる工程は、前記GRINレンズの遠位端に前記回折構成を形成することを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- システムであって、
少なくとも一つのパターン化された表面を有する剛性モールドと、
近位端と遠位端を有する内視鏡光プローブと、
処理コンピュータと、を備え、前記処理コンピュータは、
プレポリマー接着剤組成を用いて、前記剛性モールドを前記内視鏡光プローブの少なくとも一つの部分に接続し、
前記内視鏡光プローブの前記遠位端に、前記剛性モールドの構造又は少なくとも一つの特徴を少なくとも近似的に複製する回折構成を形成するために前記プレポリマー接着剤組成を重合させるようにプロセスを制御し、
前記回折構成は、内視鏡光プローブを製造する仕上げ工程として形成されることを特徴とするシステム。 - 前記回折構成は格子であることを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記格子は1mmあたり2000ラインよりも大きな溝密度を有することを特徴とする請求項18に記載のシステム。
- 前記格子は5を上回る溝アスペクト比を有することを特徴とする請求項18に記載のシステム。
- 前記格子は70%を上回る回折効率を有することを特徴とする請求項18に記載のシステム。
- 前記処理コンピュータは、さらに、前記剛性モールドを前記内視鏡光プローブの遠位端から取り外すプロセスを制御することを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記内視鏡光プローブは、前記回折構成との光通信において、光ファイバと少なくとも一つのレンズとを備えることを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記剛性モールドは、紫外線放射と可視光放射に実質的に透過的であることを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記処理コンピュータは、さらに、重合させる前記プレポリマー接着剤組成へ少なくとも一つの電磁放射線を適用するプロセスを制御することを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記処理コンピュータは、前記剛性モールドと前記内視鏡光プローブのうちの一つを介して、前記プレポリマー接着剤組成へ提供される前記少なくとも一つの電磁放射線を制御することを特徴とする請求項25に記載のシステム。
- 前記プレポリマー接着剤組成は1.3と1.7の間の屈折率を有することを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記内視鏡光プローブの前記遠位端に形成される前記回折構成は、1mmよりも小さい直径又は断面を有する円形の格子であることを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記回折構成は少なくとも一つのレンズ素子を有することを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記内視鏡光プローブはGRINレンズを含むことを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記剛性モールドは、溶融シリカ格子マスタであり、回折構成は格子マスタの複製成形によって作られた格子であることを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記剛性モールドは、ガラスまたは剛性プラスチックで作成されていることを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記剛性モールドは、少なくとも3、少なくとも4、または少なくとも5のアスペクト比を有するガラス格子マスタであることを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記内視鏡光プローブは、スペクトル符号化内視鏡(SEE)プローブであり、前記回折構成は前記SEEプローブの遠位端に形成されることを特徴とする請求項17に記載のシステム。
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