CN108919482A - 光学探针及其部件 - Google Patents

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Abstract

光学探针包括透镜组合、光纤组件以及盖。透镜组合包括第一透镜和第二透镜。第一透镜具有限定椭圆形边缘的大致平坦的第一透镜面。第二透镜具有大体上平坦的第二透镜面，所述大体上平坦的第二透镜面可操作地联接到第一透镜面。第二透镜可具有四个主要边缘和至少两个次要边缘，次要边缘与一对主要边缘连接。每个主要边缘基本上沿着在第一透镜的椭圆形边缘处的两个分隔开的点之间的直线延伸。光纤和透镜组合被构造成使得从光纤出射的光束在第一透镜的入射表面处进入透镜组合、穿过第一透镜，并且在第一透镜端面处离开第一透镜。盖周向地围绕光纤组件。

Description

光学探针及其部件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年3月13日提交的美国临时申请No.62/470,693的权益，其涉及于2013年3月13日提交的美国专利No.9,069,122和于2012年10月12日提交的美国临时申请No.61/849,819，这两个专利的公开内容通过引用结合于此。
技术领域
本公开大体上涉及光学器件和系统，以及制造光学器件和系统的方法。具体地，本公开涉及补偿由光学器件和系统的光学部件引起的像散以及涉及用于在内部结构中提供光学感测功能和照明的组件。
背景技术
光学器件和系统经常被用于引导通过其中的光学信号，并且发射该光学信号，使得所发射的光学信号被导向至目标。例如，可以使用光学器件在对从光纤所提供的光进行发射以使所发射的光被聚焦在该器件外部的预定位置之前将所述光引导通过该器件的诸如透镜之类的多个光学部件和例如透明玻璃和塑料管之类的其他透明元件。
在光学器件中，光通过其中或者反射或折射光的光学部件的光学性质可以确定从光学器件发射的光的透射特性。众所周知，光是由在两个平面内行进的射线束组成，这两个平面被称为切向面和弧矢面，这两个平面彼此正交。当光穿过光学器件的光学部件时，光学部件的外表面的光学性质和几何形状可能导致从光学部件发射的光的射线的两个平面具有不同的焦线或者焦点，这是被称为像散的情况。
光学器件通常包括光学部件，以对所预见的由该器件的另一光学部件引起的像散进行补偿，使得构成从光学器件发射的光的射线的两个平面可以在同一焦点或焦线上聚焦。例如，操作成在光学探针外部的目标位置处发射具有焦线或束腰的光的光学探针时常包括透射管，所述光通过透射管从光学探针发射。探头的管道起到光学透镜的作用，导致穿过其中的光发生像散。因此，光学探针包括诸如光学棱镜之类的另一光学部件，在光穿过管道之前会穿过该另一光学部件，并且该另一光学部件引起所述光发生像散，该像散补偿所预见的由管道所引起的像散。因此，由所述另一光学部件引起的像散提供了所期望的条件，即，从光学探针所发射的光具有最小的像散或者没有像散。
一直需要一种这样的光学部件，该光学部件可以补偿由光学器件中的另一光学部件所引起的像散，并且该光学部件可以相对容易且低成本地进行制造。
发明内容
一种用于制造光学部件的方法可以包括：设置由透明材料形成的板，该板具有平坦表面和深度；沿着第一线性方向和第二线性方向在深度方向上穿过所述板的平坦表面进行切割以限定第一平坦表面和第二平坦表面，以及沿着弯曲方向在深度上穿过所述板的平坦表面进行切割以限定凹表面，使得获得光学部件，该光学部件包括第一平坦表面和第二平坦表面以及在第一平坦表面的边缘和第二平坦表面的边缘之间延伸的凹表面。在实施例中，凹表面可以从第一平坦表面的边缘延伸至第二平坦表面的边缘。
在实施例中，光学元件可以包括大体上平坦的第一表面和第二表面，以及凹表面。第一表面可以被布置成相对于第二表面成预定角度，使得:当光束在第二表面处进入光学部件时，光束穿过光学部件并且在第一表面处被反射。预定角度可以是锐角，例如，45度。第二表面可以被镜像化，以便于反射通过光学部件入射到其上的光。
凹表面可以包括大体上相对的边缘，该边缘沿着从第二表面正交延伸的轴线间隔开，并且被布置成使得由第一表面所反射的光指向凹表面。大体上相对的边缘可以在平行于凹表面的纵向尺寸延伸的方向的方向上延伸，其中，相对的边缘的延伸方向垂直于从第二表面延伸的轴线。凹表面适于使得从第一表面反射的光束在凹表面处被发射，使得所发射的光束在第一平面的第一部分在距离延伸穿过凹表面的大体上相对的边缘的虚构平面的第一距离处聚焦，并且所发射的光束在第二平面中第二部分在距离虚构平面的第二距离的位置处聚焦，第一距离大于第二距离。
光学系统可以包括透镜系统和第一光学元件，光束通过透镜系统传输，并且第一光学部件可操作地与透镜系统联结。第一光学部件可以包括大体上平坦的第一表面和大体上平坦的第二表面，以及凹表面。大体上平坦的第一表面和大体上平坦的第二表面可以被布置成使得在第二表面处穿过光学部件的光束反射。第二表面可以相对于第一表面成预定角度。凹表面可以包括大体上相对的边缘，大体上相对的边缘沿着延伸穿过第二表面的正交轴线间隔开。
光学系统还可以包括第二光学部件，该第二光学部件被设置成使得在凹表面处发射的光束穿过第二光学部件。第一光学部件和第二光学部件可以适于使得当光束穿过第一光学元件和第二光学部件并且从第二光学部件发射时，对于光束的第一像散由第一光学部件引起，并且对于光束的第二像散由第二光学部件引起，第一像散和第二像散的组合导致从第二光学部件发射的光基本上没有像散。
根据该技术的一方面，透镜组合可以包括第一透镜和第二透镜。第一透镜可以具有限定椭圆形边缘的大体上平坦的第一透镜端面。第二透镜可以具有大体上平坦的第二透镜端面，所述大体上平坦的第二透镜端面可操作地与第一透镜端面联接。第二透镜可具有四个主要边缘和至少两个次要边缘，次要边缘与一对主要边缘连接。每个主要边缘可以基本上沿着在第一透镜的椭圆形边缘处的两个分隔开的点之间的直线延伸。
在一些布置中，整个第二透镜端面可以别布置成面向第一透镜端面。
在一些布置中，第二透镜端的次要边缘中的至少一个可以是弯曲的。
在一些布置中，第一透镜和第二透镜可以被配置成使得在第一透镜端面处离开第一透镜的光束可以在第二透镜端面处进入第二透镜。在一些这样的布置中，第二透镜可以进一步包括大致平坦的第二透镜倾斜表面和第二透镜出射表面。第二透镜端面可以被布置成相对于第二透镜倾斜表面成预定角度，使得在第二透镜端面处进入第二透镜的光束可以在第二透镜倾斜表面反射。第二透镜出射表面可以被布置成使得由第二透镜倾斜表面所反射的光可以指向第二透镜出射表面。
在一些布置中，第二透镜出射表面可以是朝着第二透镜的内部向内弯曲的凹表面。
在一些布置中，第二透镜的凹表面可以包括大体上相对的第一边缘和第二边缘。在一些这样的布置中，大体上相对的第一边缘和第二边缘可以各自沿着第一轴线和第二轴线延伸，其中，第一轴线可以与第二透镜端面相对或者第一轴线可以与第二透镜端面共同延伸。
在一些布置中，第一透镜端面的椭圆形边缘可以为圆形，第二透镜的主要边缘可以沿着各自的主要边缘轴线延伸，并且主要边缘轴线可以相交以限定正方形。
根据本技术的另一方面，光学探针可以包括透镜组合、包括光纤的光纤组件，以及周向地包围光纤组件的盖。透镜组合可以包括第一透镜和第二透镜。第一透镜可以具有限定椭圆形边缘的大体上平坦的第一透镜端面。第二透镜可以具有大体上平坦的第二透镜端面，所述大体上平坦的第二透镜端面可操作地与第一透镜端面联接。第二透镜可具有四个主要边缘和至少两个次要边缘，次要边缘与一对主要边缘连接。每个主要边缘可以基本上沿着在第一透镜的椭圆形边缘处的两个分隔开的点之间的直线延伸。光纤组件和透镜组合可以被构造成使得从光纤出射的光束在第一透镜的入射表面处进入透镜组合、穿过第一透镜，并且在第一透镜端面处离开第一透镜。
根据本技术的另一方面，光学探针可以包括透镜组合、包括光纤的光纤组件，以及周向地包围光纤组件的第一盖。透镜组合可以包括第一透镜和第二透镜。第一透镜可以具有限定椭圆形边缘的大体上平坦的第一透镜端面。第二透镜可以具有大体上平坦的第二透镜端面，所述大体上平坦的第二透镜端面可操作地与第一透镜端面联接。第二透镜可具有四个主要边缘和至少两个次要边缘，次要边缘与一对主要边缘连接。每个主要边缘可以基本上沿着在第一透镜的椭圆形边缘处的两个分隔开的点之间的直线延伸。光纤组件和透镜组合可以被构造成使得从光纤出射的光束在第一透镜的入射表面处进入透镜组合、穿过第一透镜，并且在第一透镜端面处离开第一透镜。第一透镜和第二透镜可以被配置成使得在第一透镜端面处离开第一透镜的光束可以在第二透镜端面处进入第二透镜。在一些这样的布置中，第二透镜可以进一步包括大致平坦的第二透镜倾斜表面和第二透镜出射表面。第二透镜端面可以被布置成相对于第二透镜倾斜表面成预定角度，使得在第二透镜端面处进入第二透镜的光束可以在第二透镜倾斜表面反射。第二透镜出射表面可以被布置成使得由第二透镜倾斜表面所反射的光可以指向第二透镜出射表面。
在一些布置中，第一盖可以大体上包围透镜组合。
在一些布置中，光学探针可以进一步包括覆盖在第一盖上方的第二盖。
在一些布置中，第二盖可以是扭矩线圈，该扭矩线圈被构造成在光学探针上施加扭矩，使得第二透镜围绕由光纤限定的纵向轴线旋转。
根据本技术的另一方面，光学探针可以包括：包括光纤的光纤组件、光学部件组件，以及周向地包围光纤组件的第一盖。光学部件组件可以包括第一光学部件和第二光学部件，第一光学部件具有第一端面，第二光学部件可操作地与第一光学部件联接。第二光学部件可以具有第二端面，该第二端面与第一光学部件的第一端面相对。第二光学部件的第二端面可以通过粘合剂被附接至第一光学部件的第一端面，所述粘合剂至少部分周向地包围第二光学部件的第二端面。第一盖可以周向地围绕光纤组件。粘合剂可以将第二光学部件附接至第一盖。
在一些布置中，粘合剂可以通过第一盖界定。
在一些布置中，第一光学部件和第二光学部件可以被配置成使得在第一端面处离开第一光学部件的光束可以在第二端面处进入第二光学部件。第二光学部件可以进一步包括出射表面和大体上平坦的倾斜表面。第二端面可以被布置成相对于倾斜表面成预定角度，使得在第二端面处进入第二光学部件的光束在倾斜表面处被反射。出射表面可以被布置成使得由倾斜表面所反射的光指向出射表面。
在一些布置中，第二光学部件的出射表面可以是朝向第二光学部件的内部向内弯曲的凹表面。
在一些布置中，第一光学部件可以是渐变折射率(GRIN)透镜。在一些这样的布置中，光学探针可以进一步包括位于第一盖内、在GRIN透镜与光纤之间的玻璃隔离杆。
在一些布置中，光学探针可以进一步包括覆盖在第一盖上方的第二盖。
在一些布置中，第二盖可以是扭矩线圈，该扭矩线圈被构造成在光学探针上施加扭矩，使得第二光学部件围绕由光纤限定的纵向轴线旋转。
根据本技术的另一方面，光学探针可以包括：包括光纤的光纤组件、光学部件组件、第一盖、第一粘合剂，以及第二粘合剂。光纤组件可以包括光纤。光学部件组件可以包括第一光学部件和第二光学部件。第一光学部件可以包括第一端面。第二光学部件可以具有第二端面，该第二端面可以与第一光学部件的第一端面相对。第二光学部件的第二端面可以通过第一粘合剂被附接至第一光学部件的第一端面，所述第一粘合剂至少部分周向地包围第二光学部件的第二端面。第一盖可以附接至光纤组件并且可以周向地围绕光纤组件。第二粘合剂可以将第二光学部件附接至第一盖。
在一些布置中，第一粘合剂可以与第二粘合剂相同。在一些布置中，第一粘合剂可以与第二粘合剂不同。
在一些布置中，第一粘合剂可以通过第一盖界定。
在一些布置中，第一光学部件和第二光学部件可以被配置成使得在第一端面处离开第一光学部件的光束可以在第二端面处进入第二光学部件。在一些布置中，第二光学部件可以进一步包括出射表面和大体上平坦的倾斜表面。第二端面可以被布置成相对于倾斜表面成预定角度，使得在第二端面处进入第二光学部件的光束在倾斜表面处被反射。出射表面可以被布置成使得由倾斜表面所反射的光指向出射表面。
在一些布置中，第二光学部件的出射表面可以是朝向第二光学部件的内部向内弯曲的凹表面。
在一些布置中，第一光学部件可以是GRIN透镜。在一些这样的布置中，光学探针可以进一步包括位于第一盖内、在GRIN透镜与光纤之间的玻璃隔离杆。
在一些布置中，光学探针可以进一步包括鞘层。在一些布置中，光纤可以限定轴向轴线。第一盖可以限定开口，该开口可以从纵向轴线径向偏移并且可以覆盖第二光学部件。在一些这样的布置中，鞘层可以覆盖开口。在一些这样的布置中，鞘层的覆盖开口的至少一部分可以是平坦的。在一些这样的布置中，鞘层的覆盖开口的部分或者整个鞘层可以具有在5-50μm范围内的厚度。在一些布置中，开口可以覆盖第二光学部件的出射表面。在一些布置中，鞘层可以覆盖光学探针的远端。
在一些布置中，光学探针可以进一步包括覆盖在第一盖上方的第二盖。在其他布置中，光学探针可以进一步包括覆盖在第一盖下方的第二盖。
在一些布置中，第二盖可以是扭矩线圈。在这样的布置中，扭矩线圈可以被构造成在光学探针上施加扭矩，使得第二光学部件可以围绕由光纤限定的纵向轴线旋转。
在一些这样的布置中，光纤可以限定纵向轴线。在这样的布置中，第二盖可以被配置成覆盖光学探针的终接端，以防止终接端处的第二光学组件被暴露。在这样的布置中，光纤的纵向轴线可以穿过第二盖。
在一些布置中，第一盖可以包括内套筒和外套筒，外套筒可以附接至内套筒并且可以周向地围绕内套筒。在一些这样的布置中，第一盖可以进一步包括被附接至外套筒的扭矩线圈。在这样的布置中，扭矩线圈可以被构造成在光学探针上施加扭矩。
在一些这样的布置中，光纤可以限定纵向轴线。在这样的布置中，光学探针可以进一步包括终接端，该终接端可以限定露出第二光学部件的开口。在这样的布置中，光纤的纵向轴线可以穿过开口。
在一些布置中，光纤可以被附接至第一光学部件，使得第一盖可以与光纤的所暴露的表面间隔开，以在第一盖与光纤的所暴露的表面之间形成间隙。在这样的布置中，间隙可以至少由光纤的所暴露的表面、第一盖以及第一光学部件限定。在一些布置中，间隙可以填充空气。
在一些布置中，第一盖可以包括内套筒和外套筒。内套筒可以通过第三粘合剂被附接至外套筒。外套筒可以周向地环绕内套筒。内套筒可以通过第三粘合剂被附接至第一光学部件。在这样的布置中，至少由光纤的所暴露的表面、第一盖以及第一光学部件限定的间隙可以填充第三粘合剂或者其他粘合剂。
在其中第一盖包括内套筒和外套筒的一些布置中，第一粘合剂和第三粘合剂可以是相同的粘合剂。在一些这样的布置中，第二粘合剂可以不同于第一粘合剂和第三粘合剂。
在一些布置中，光学探针可以进一步包括可以附接至第一光学部件的玻璃隔离杆。在一些这样的布置中，光纤可以进一步包括芯部、包围该芯部的包层以及仅包围包层的第一部分的护套。在这样的布置中，隔离杆可以被附接至芯部和包层的第二部分，该第二部分不同于所述第一部分。
附图说明
仅通过描述本文参照附图描述了本公开的实施例，在附图中：
图1A是光学组件的透视图；
图1B是图1A所示的光学组件相对于另一光学部件的透视图；
图2A是另一光学组件的透视图，省略了其光学部件；
图2B是图2A的光学组件的透视图，包括图2A所省略的光学部件；
图3A是根据本公开的实施例的从其切割掉了棱镜的板的透视图；
图3B是从图3A中的板切割掉的棱镜的透视图；
图4A是根据实施例的光学探针的透视图；
图4B是图4A的光学探针的沿着线4B-4B的截面图；
图4C是根据另一实施例的光学探针的截面图；
图5A是根据另一实施例的光学探针的透视图；
图5B是图5A的光学探针的沿着线5B-5B的截面图；
图6是根据另一实施例的光学探针的截面图；
图7A是根据另一实施例的光学探针的透视图；
图7B是图7A的光学探针的沿着线7B-7B的截面图；
图8A是根据另一实施例的光学探针的透视图；
图8B是图8A的光学探针的沿着线8B-8B的截面图；
图9是根据另一实施例的光学探针的截面侧视图；
图10是根据另一实施例的光学探针的远端部分的截面图；
图11A是根据另一实施例的光学部件组件的透视图；
图11B是图8A的光学部件组件的沿着线8B-8B的截面图；以及
图12和图13是患者的血管系统中使用的各个光学系统的部分的截面图。
具体实施方式
具有相互正交的x轴、y轴和z轴的xyz坐标系在图1A至图3B中使用，并且在下面的描述中被引用以描述本公开的光学部件的配置，其中，x轴、y轴、z轴形成xy面、xz面以及yz面。另外，x轴线、y轴线以及z轴线被引用以分别描述在平行于x轴、y轴以及z轴的方向或者在沿着x轴、y轴以及z轴的方向上延伸的光学部件的结构特征。
参考图1A和图1B描述了光学组件50。光学组件50包括光纤5、光学透镜系统10以及光学部件或棱镜20。透镜系统10可以包括一个或多个光学透镜(未示出)，所述一个或多个光学透镜将从光纤5提供的光传输到光学部件20。光学组件20在光学界面15联接到透镜系统10。光学界面15由透镜系统10的平坦表面17形成，该平坦表面17面向光学部件20的平坦表面29并且与光学部件20的平坦表面29接触。光学部件20由诸如塑料或玻璃之类的透明材料制成，并且被配置成棱镜形式，所述棱镜具有下述表面，该表面被布置成使从透镜系统10提供的光反射并且沿着预定方向发射。
再次参考图1A至图1B，光学部件20呈三棱柱形状，其包括具有平面29、平面27以及平面25。表面29在平行于x-y平面的平面中延伸。表面25在平行于x-z平面的平面中延伸。表面27和表面29之间限定了角度θ，例如，45度。
现在描述光学部件20对穿过光学部件20然后在表面25处从光学部件20发射的光的影响。为了简单起见，假设从光纤5提供的、进入透镜系统10的光束I被透镜系统10传送，使得光束I在入射到光学部件20的表面29上时沿着z轴方向上行进，并且入射到光学部件20的表面29上的光束I并不具有像散。入射在到表面29上的光束I沿着z轴的方向穿过光学部件20行进到平坦表面27。基于在相对于表面29成角度θ的表面27处的光束I的入射角，表面27沿着方向R反射光束I，其中，方向R通常沿着y轴方向、朝向表面25。经反射的光束I然后在表面25处从光学部件20发射。进一步假设在表面25处发射的经反射的光束I不具有像散。
在表面25处从光学部件20发射的光束I由分别由沿着正交的x-y平面和y-z平面行进的光线形成，x-y平面和y-z平面由平面形状A、B表示。如图1A所示，由于表面25是平坦的，即不是弯曲的，光束腰j、i，即在x-y平面(平面形状A)和y-z平面(平面形状B)中光束的光斑尺寸最小的位置，处于相同的位置。
将透明元件40(例如透镜)定位在表面25处从光学部件20发射的光的路径中可以对所发射的光产生影响，其中，该影响取决于元件40的形状和光学性质。如图1B所示，诸如具有凹表面30和凹表面32的凹透镜的透明元件40可以定位在光学部件20的表面25上方，使得在表面25处所发射的反射光穿过表面30、透镜40的介于表面30和表面32之间的部分31，然后在表面32处从元件40发射。如图1B所示，在表面25处所发射的光穿过凹透镜40后，在y-z平面(形状B)中的束腰i比x-y平面(形状A)中的束腰j更靠近表面25。
具有诸如凹透镜40之类的弯曲表面并且在光学器件的第一光学部件的外部以及从第一光学部件发射的光通过其穿过的透镜对从第一光学部件发射的光的影响可以通过下述方式进行补偿，使得在光从光学器件的第一光学元件朝向外部透镜发射之前所述光穿过光学器件的、具有曲面的另一、第二光学部件，即，另一透镜。如上文所描述的那样(参见图1B)，透镜40的表面30和表面32的弯曲形状可以使得从光学部件20发射的光具有像散。
通过设置具有弯曲表面的透镜形式的另一、第二光学部件，在光通过光学器件的第一光学部件向外部透镜发射之前，光穿过该另一、第二光学部件，从第一光学部件发射的光会引起像散，以补偿由外部透镜所引起的像散，使得最终从包括光学器件和外部透镜的光学系统发射的光具有最小的像散或者不具有像散。
在图2A至图2B中所示的实施例中，光学组件100包括具有凹表面155的光学部件150。光学组件100基本上类似于光学组件50，除了光学部件20已被光学部件150替代之外。光学组件100包括光学部件150，和如光学组件50中的那样的光纤5和光学透镜系统10。光学部件150类似于光学部件20，除了光学部件150包括与平坦表面25相对的凹表面155之外。光学部件150在光学界面15处透镜系统10，光学界面15由平坦表面17形成，平坦表面17与光学部件150的平坦表面29接触。
凹表面155是第一边缘163和第二边缘165之间限定的平面曲线，第一边缘163沿轴线x1的方向延伸，第二边缘165沿轴线x2的方向延伸。表面155的平面曲线从第一边缘163和第二边缘165中的每一个开始沿负y轴方向延伸，从而形成在远离虚构的x-z平面V的方向上向内凸起的凹表面，该虚构的x-z平面V延伸穿过部件150的边缘163、边缘165。凹表面155具有在x轴方向上延伸的纵向尺寸，并且轴线x3沿着凹表面155的纵向长度延伸穿过最大深度点。在光学部件150的一些实施例中，凹表面155的边缘163也是平坦表面29的边缘，使得凹表面155和平坦表面29共享沿着直线延伸的公共边缘，并且凹表面155的边缘165也是平坦表面27的边缘，使得凹表面155和平坦表面27共享沿着直线延伸的公共边缘。类似于光学组件50，当光束I入射到组件100的光学部件25的表面27上时，光束进入并穿过部件150，并且被表面27沿着大体上沿着y轴方向的方向R反射并朝向凹表面155。
如图2A所示，凹表面155适于使得在表面155处从光学部件150发射的光具有下述特性，即，所发射的光在y-z平面(由平面形状C表示)中的部分在与虚构的x-z平面V相距第一距离D1的位置处具有束腰k，并且所发射的光在x-y平面(由平面形状D表示)中的部分在与平面V相距第二距离D2的位置处具有束腰l，其中，第一距离D1大于第二距离D2。具体地，在所发射的光在x-y平面(由平面形状D表示)的部分作为会聚于第二距离D2处的束腰l远离于表面155传播，然后作为发散束部分从第二距离D2传播到距平面V大于第二距离D2的距离处。换句话说，随着光束部分远离与表面155相距的距离D2传播的距离增加，所发射的光在x-y平面(由平面形状D表示)的部分作为发散的，即，加宽的光束部分传播。所发射的光在y-z平面(由平面形状C表示)中的部分作为会聚光束部分远离表面155传播，该会聚光束部分在从平面V传播第一距离D1之后会聚于束腰k，该第一距离D1是距离于表面155的、与所发射的光在x-y平面(由平面形状D表示)中的部分在会聚于束腰1之前传播的更大的距离。距离平面V的、在y-z面中的部分的束腰k所在的位置处的第一距离D1是表面155的凹度的函数，使得表面155在负y轴方向的凹度越大，第一距离D1越大。相反，表面155在负方向上的凹度越小，第一距离D1越小。
表面155的凹度可以考虑外部光学部件的表面、例如部件40的表面30、32的曲率来选择，在表面155处发射的光将穿过所述表面30、32，使得从光学部件150发射的、然后穿过外部部件40的光以最小的像散或者没有像散从部件40发射。
如图2B所示，部件150可以设置有弯曲表面155，使得在从透镜40发射的光束I的分别在y-z平面(平面形状C)以及x-y平面(平面形状D)中的束腰k、束腰l距离于虚构平面V相同的距离。
在使用期间，光学组件100可以用于照亮物体或结构。光学组件100的医疗用途可以包括在微创手术程序期间照亮内部身体结构。光学组件100可以被适于使得从组件100发射的光束的光斑尺寸可以对应于所期望被照亮的结构。在一个实施例中，从组件100发射的光束可以是椭圆形的并且具有大约介于5μm和100μm之间的光斑尺寸。在一个实施例中，组件100可以适于使得所发射的光束的光斑尺寸可以促进特定细胞，例如癌细胞的照射和识别。
参照图3A和图3B描述制造光学部件150的方法。如图3A所示，提供了板P，例如玻璃或聚合物。可以从板P上切割掉光学部件150。光学部件150的形状通过从板P切割所期望的形状形成。平坦表面27和29可以通过使用诸如激光或其他切割仪器的工具形成，该工具沿着轴线的方向在深度方向上切入板P。此外，凹表面155可以通过使用相同的工具并且沿着x轴方向在深度方向切入板P来形成，具有所期望的曲率半径G。因此，光学部件150的形状可以通过仅在深度方向上沿x轴方向切入板P中而完全形成。光学部件150的制造很容易简单地通过在深度上切入板来完成，并且在切割之后，没有必要在从板P中移除光学部件150之后进行任何进一步的切割或成形。
现在参照图4A和图4B，光学探针200通常包括光纤205、封装件209、间隔物210、第一光学部件220(在该示例中第一光学部件220可以是GRIN透镜)、第二光学部件250(在该示例中，第二光学部件250可以不限于棱镜透镜)、内盖260(在该示例中，内盖260可以是护套或管的形式)、外盖265(在该示例中，外盖265可以是护套或管的形式)，以及外部盖270(在该示例中，外部盖270可以是鞘或管的形式，以及端帽275。
光纤205可以是但不限于常规光纤。光纤205可以由纤芯、围绕该纤芯的包层以及围绕包层的护套206形成。护套206可以是涂层，诸如丙烯酸、氨基甲酸乙酯或环氧树脂，在一些布置中，涂层可以在制造光纤时被涂覆并固化到光纤的包层上。护套206的一部分可以被剥离以暴露包层。具有护套的光纤205的包括光纤205的被暴露的包层部分的一部分可以延伸穿过封装件209，并且被封装件209周向地包围并且抵靠间隔件210的表面210A，间隔件210的表面210A基本上垂直于由光纤205限定的纵向轴线。封装件209可以由诸如但不限于环氧树脂的粘合剂制成，使得在固化时，光纤205在封装件209内的部分的外表面可以与封装件协调并且通过封装件被刚性地保持。以这种方式，封装件209可以自粘附至间隔件210，使得光纤205的端面保持与间隔件的表面210A邻接。此外，光纤205优选地可以在封装件209被绕着光纤施加之前例如通过加热光纤来熔合到间隔件210的表面210A。在这样的布置中，护套206的一部分可以被剥离以暴露光纤205的包层，在将光纤熔合到间隔件210的表面210A之后，涂层207(例如参见图8B)可以被应用于光纤的包层，图层可以是但不限于环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸或聚酰亚胺涂层。在一些这样的布置中，可以在光纤205和间隔件210的界面附近施加更大量的涂层207，使得该区域中的涂层比沿着光纤的涂覆包层的其他区域更厚(例如，如图8B所示)。通过这种方式，光纤205的远端可以在光学探针的较高旋转速度期间较好地支撑以防止光纤从间隔件210分离。
如在所示的示例中那样，间隔件210可以基本上呈圆柱形杆的形式，并且可以是透明的，使得由光纤205发射的光束在表面210A处进入间隔件并且穿过间隔件。在一些布置中，间隔件210可以是但不限于由玻璃制成。间隔件210和第一光学部件220可以具有互补的端面，即，刻面，这些端面相对于的各自的纵向轴线成倾斜角度设置，这减少了从光纤205所发射的光束反射回到光纤中的光束反射。通过这种方式，如图所示，间隔件210和第一光学部件220的互补的端面可以彼此邻接。第一光学部件220和间隔件210可以通过以下方式彼此附接，例如但不限于通过沿着他们的互补的端面施加的诸如但不限于环氧树脂的粘合剂，或则通过加热以将他们的互补的端面熔合在一起。
第二光学部件250可以与这里描述的光学部件150基本相同，并且因此第二光学部件250的、具有与光学部件150的特征的附图标记相同的附图标记的特征具有与光学部件150的相应特征相同的形式并且基本上用于相同的目的。通过这种方式，从光纤205发射的光束可以穿过间隔件210、穿过第一光学部件220、通过平坦的第一表面229进入第二光学部件250、在平坦的倾斜表面227处被反射、并且从第二光学部件的出射表面255发射，该出射表面255可以是如所示实例中的凹表面或者可替代地平坦表面。第二光学部件250的包括并且限定第一表面229的第一端部可以通过粘合剂230(例如通过环氧树脂但不限于环氧树脂)固定到在第一光学部件220的一端部处的光学界面表面215，即刻面，第一光学部件的这个端部与第一光学部件的具有与间隔件210的成倾斜角度的端面互补的表面相对。在一些布置中，平坦的倾斜表面227可以涂覆有反射涂层231，以避免潜在污染物附着在倾斜表面上，使得倾斜表面和反射涂层的界面提供来自第二光学部件250的撞击倾斜表面的光的完全或基本完全的内部反射。潜在的污染物甚至可以包括在反射涂层上的可以用于增加机械强度的粘合剂涂层。涂层231可以是聚合物树脂，其可以是但是并不限于是使用薄膜沉积工艺进行施加的电介质薄膜，或者通过本领域技术人员已知的蒸发技术进行施加的敷金属层。这种电介质涂层可以但仅限于由聚合物或者聚合物的组合制成，或者更优选地可以是二氧化硅(SiO2)和二氧化钛(TiO2)或者可以例如通过用于形成蒸发涂层的蒸发工艺或者诸如溅射之类的物理气相沉积(PVD)工艺来沉积的其它金属氧化物的堆叠层，例如交替层。在优选的布置中，电介质涂层可以包括四(4)个SiO2和TiO2的交替层。用于敷金属层的合适反射金属可以是但不限于铝、银以及金。在一些其他布置中，当平坦的倾斜表面227直接暴露于空气时，倾斜表面227可以是未涂覆的，并且在这种布置中，倾斜表面的具有的空气的界面可以提供来自第二光学部件250的撞击倾斜表面的光的完全或基本完全的内部反射。因此，涂层231可以被设置成使得平坦的倾斜表面227处的内部反射与不存在涂层并且倾斜表面直接暴露于空气时的内部反射相同或者基本相同。
如图4A和图4B进一步所示，内盖260可以沿着周向地围围绕的封装件209、间隔件210和第一光学部件220以及第二光学部件250的一部分延伸。如在所示的示例中那样，内盖260可以是细管，其在一些布置中，该细管可以由聚合物树脂(例如但不限于可热收缩成各种成分的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))以及粘合剂(诸如环氧树脂)形成。当使用PET管时，PET管可以在该管与其他部件连接的任何部分涂覆粘合剂。通过这种方式，内盖260可以粘附到封装件209、间隔件210以及第一光学部件220中的每一个的外表面的全部或至少一部分，使得内盖可以符合这些部件。作为结果，封装件209、间隔件210以及第一光学部件220可以固定在一起并沿着共同的纵向轴线保持轴向对齐。
外盖265可以例如通过但不限于粘合剂来固定或以其他方式粘附到内盖260，粘合剂可以是但不限于高强度胶，例如，可热固化的环氧树脂、聚氨酯基粘合剂或者丙烯酸粘合剂。外盖265可以是但不限于用于接收扭矩并将扭矩施加至光学探针200的整个组件的扭矩线圈。通过这种方式，外盖265以及作为结果的光学探针200可以通过所附接的电动机以高达至少10,000rpm的高速进行旋转。为了承受这些旋转速度，外盖265可以具有多层缠绕线圈，并且优选具有可以以交替方向盘绕的两层(2)或更多层这样的线圈。外盖265可以是但不限于由诸如不锈钢的金属制成。
如图所示，外盖265可以仅沿着内盖260的一部分延伸。如图所示，通过这种方式，内盖260的其余部分可以固定到端帽275。外盖265也可以通过粘合剂(诸如可以是但不限于环氧树脂)固定到端帽275。端帽275可以由聚合物树脂(例如，高粘度树脂(例如但不限于热固化环氧树脂、聚氨酯粘合剂或者丙烯酸粘合剂))模制。端帽275可以从其与内盖260的附接处开始远侧地延伸超出第二光学部件250，使得端帽围绕第二光学部件250，除了帽开口276之外。帽开口276可以具有足够大的直径，使得从平坦的倾斜表面227反射并离开第二光学部件250的出射表面255的光束可以在没有阻碍的情况下穿过端帽275。帽开口276也可以具有足够小的直径，使得如果第二光学部件250从与第一光学部件220的附接处移开，端帽可以阻挡第二光学部件250脱离帽开口。
如图所示，粘合剂230可以围绕第二光学部件250的平坦第一表面229的圆周的一部分延伸，从而覆盖下述项的一部分：一个或多个侧表面228、平面倾斜表面227以及从第二光学部件250延伸的出射表面255。如图4B所示，粘合剂230可以延伸到内盖260的内表面，使得粘合剂230由第二光学部件250和内盖界定。通过这种方式，内盖260可以提供额外的支撑，以保持第二光学部件250靠着第一光学组件220的位置，尤其是响应于在光学探针200的高速旋转期间可能施加到第二光学部件上的剪切力。
在一些布置中，如图所示，外部盖270可以仅沿着外盖265的一部分延伸，并且仅沿着端帽275的最大直径处的一部分延伸。如进一步所示，外部盖270可以覆盖帽开口276。通过这种方式，如果第二光学部件从与第一光学部件220的附接处移开，则外盖270可以提供附加的阻挡件以防止第二光学部件250脱离帽开口276。外部盖270可以足够薄，以使得该外部盖不会作为透镜而使得从第二光学部件250的出射表面255出来的、穿过该外部盖的光被不合理地聚焦或分散，即，该外部盖几乎不产生如本领域技术人员已知的“透镜效应”。
如图4C所示，在可替代布置中，光学探针200A可以与光学探针200相同或基本相同，除了光学探针200A可以包括粘合剂230A而不是粘合剂230。与粘合剂230不同的是，粘合剂230A可以基本上覆盖第二光学部件250并且进一步被树脂帽275结合。在其中粘合剂230A围绕第二光学部件250的倾斜表面227这样的布置中，第二光学元件可以包括覆盖倾斜表面的反射涂层231，以在第二光学部件的成倾斜角度的表面处提供光的完全或基本上完全内反射。
现在参照图5A和图5B，光学探针300可以与光学探针200基本相同，除了光学探针300可以包括外盖365和端帽375，以分别代替外盖265和端帽275。外盖365可以与外盖265基本相同，除了下述区别之外，外盖365可以包括多个孔367A、367B，以插入诸如可以是但不限于环氧树脂、聚氨酯或者丙烯酸粘合剂的粘合剂。端帽375可以与端帽275基本相同，除了端帽375可以与内盖260接触之外。相反，端帽275可以被压模或胶合到外盖365中，使得端帽可以在光学探针300的平移和高速旋转期间保持在适当的位置。
如图6所示，光学探针400可以与光学探针200基本相同，除了下述不同以外，光学探针400可以包括内盖460、外盖465、端帽475以及粘合剂430，以分别代替内盖260、外盖265，端帽275以及粘合剂230。内盖460可以与内盖260相同，除了内盖460可以仅沿着封装件209的一部分和间隔件210的一部分延伸之外。外盖465可以与外盖265基本相同，除了外盖465的端面465周向地围绕间隔件210并且设置为与光纤205的纵向轴线成倾斜角度之外。端帽475可以与端帽275基本相同，除了下述区别以外：端帽475可以向近侧延伸以周向地围绕间隔件210，并且可以具有与外盖465的端面466互补的端面476。可替代地，外盖可以进一步沿着远端方向延伸到第一光学部件220，并且端部可以具有相应较小的长度。在任一可替代方案中，如图所示，粘合剂430可以施加以向近侧延伸，使得粘合剂会合并附着到内盖460。通过这种方式，在光学探针400的平移和高速旋转期间，粘合剂430可以提供对第二光学部件250的甚至更大的支撑。在一些替代布置中，内盖可以延伸到第一光学部件220，并且粘合剂430可以向近侧延伸相应较短的距离以接合并附接到内盖，同时仍然为第二光学部件250提供额外的支撑。
附加地，如图所示，粘合剂430可以填充在端帽475和第一光学部件220之间限定的空间的大部分，从而为第二光学部件250提供更大的支撑。在其中粘合剂430围绕第二光学部件250的倾斜表面227的一些实施例中，第二光学元件可以包括覆盖倾斜表面法人反射涂层231，以在第二光学部件的成倾斜角度的表面处提供光的完全或基本上完全内反射。此外，在这种布置中，由于互补的成倾斜角度的端面466、端面476，外盖465可以在外盖的旋转过程中将扭矩施加到端帽475上。
如图7A和图7B所示，光学探针500可以与光学探针400基本相同，除了光学探针500可以包括外盖565和端帽575，以分别代替外盖465和端帽475。外盖565可以与外盖465基本相同，除了外盖565可以包括限定凹槽567的端面566来代替端面466之外。端帽575可以与端帽475基本相同，除了下述区别以外，端帽575可以具有端面576来代替端面576，其中，端面576可以包括键577，键577可以容纳外盖565的端面466的凹槽567中。通过这种方式，外盖565可在外盖的旋转期间将扭矩施加到端帽575上。
如图8A和图8B所示，光学探针700可以与光学探针200相同，除了下述区别之外，光学探针700可以不包括封装件209和端帽275，而是可以包括：内盖760和外盖770的组合，以代替内盖260、端帽275以及外盖270的组合；外部盖765，以代替外部盖265；光纤705，以代替光纤205；以及第一粘合剂730，以代替粘合剂230的第一粘合剂730，并且另外可以包括第二粘合剂735。内盖760可以与内盖260相同，除了下述区别之外，内盖760可以用作围绕并且仅沿着间隔件210和第一光学部件220延伸的套筒。像内盖260一样，内盖760可以向远侧延伸超过第一光学部件220。外部盖770可以沿着外盖765的远侧部分延伸并且直接覆盖外盖765的远侧部分；可以直接覆盖光纤705(没有护套706)的一部分，除了如本文讨论的可应用于外盖和光纤之间的粘合剂之外；可以直接覆盖整个内盖760；以及可以直接覆盖第二光学部件250。通过这种方式，外盖770可以是光学探针700的端部处的最外面的部件，其中，外部盖可以覆盖光学探针700的端部的大部分。如图所示，外部盖770可以在其远端处限定开口，与光学探针200相比，光学探针700可以暴露于其周围环境中。通过这种方式，内盖760，该内盖、间隔件210以及第一光学部件220的组合，或者内盖、间隔件、第一光学部件以及第二光学部件250的组合可以通过限定在外部盖的远端处的开口来被插入其中。外盖765可以与外盖265基本相同，除了外盖765可以具有周向围绕光纤705(没有护套706)的远端面766之外。外盖765可以在其远端处限定台阶部767，其中，外部盖770在台阶部上延伸，使得外盖和外部盖形成光学探针700的连续的且不间断的外表面。
在一些布置中，如图8B所示，包括但不限于环氧树脂、氨基甲酸乙酯或丙烯酸粘合剂的第一粘合剂730可以被施加到与光学部件220和第二光学部件250相邻的同一区域，但是还可以被施加到远端并且大体上低于第二光学部件250的倾斜表面227，该倾斜表面227可以涂覆由反射涂层231(参见图4B)，并且所述第一粘合剂还可以如图所示的那样被施加以向近侧延伸。通过这种方式，第一粘合剂730可以实现下述项之一或者可以如所示出的那样实现下述所有项：将内盖760附接至间隔件210和第一光纤部件，将外部盖770附接至内盖760，以及将外部盖770附接至外盖765。仍然参考图8B，光纤705(没有护套706)可以被附接到间隔物210或者在一些没有间隔件的可替代实施例中可以被附接至第一光学部件220，并且光纤705可以具有这样的厚度使得外部盖770与光纤的所暴露的表面间隔开，以形成间隙，所述间隙由光纤的所暴露的表面、外部盖、间隔件(或可选地第一光学部件)以及外盖765限定。通过这种方式，在制造期间最初为气隙的该间隙使得光纤705和间隔件210的同心度以及光纤和间隔件的直径中的任一者变化或两者都变化。
如图所示，整个该间隙可以由第二粘合剂735填充，第二粘合剂735可以是但不限于环氧树脂、氨基甲酸乙酯或丙烯酸粘合剂，或者，在可替代布置中，整个该间隙可以由弹性填充材料，例如弹性聚合物进行填充，除了第二粘合剂和外部盖770之间可以施加第一粘合剂之外。
如在该示例中那样，第二粘合剂735或弹性填充材料可以比第一粘合剂730更柔软，即，更可压缩的。在光学探针700的旋转期间，在间隙中使用粘合剂可以为光纤705提供支撑。在可替代布置中，整个间隙可以用第二粘合剂735或弹性填充材料填充，或者整个间隙可以用第一粘合剂730填充。在其他布置中，根本不对间隙进行填充，使得间隙仍然是气隙。通过这种方式，由于在使用第二粘合剂735或弹性填充材料时填充间隙，作用于沿着光纤205和第一粘合剂的界面的多个区域处的不均匀的力所造成的应力可以避免。
参考图8B，，在制造光学探针700的过程中，在从光纤的一部分剥离光纤护套706之后，光纤705的远端部分可以通过粘合剂附接至间隔件210的近端或者通过其他方式熔附至间隔件210的近端。例如，光纤705的远端可以通过焊接或其他高加热方法熔附至间隔件210的近端。在另一示例中，粘合剂可以围绕光纤705的周界进行施加并且被施加至间隔件210，其中，粘合剂还可以被施加在光纤的远端和间隔件之间，或者，其中，抗反射涂层可以被施加至光纤的远端和间隔件中的一个或者可以被施加至光纤的远端和间隔件二者。接下来，第一光学部件220可以通过粘合剂被附接至间隔件210或者第二光学部件250，或者第一光学元件以其他方式(例如通过焊接或其他高加热方法)熔附至间隔物210或者第二光学部件250。然后，外盖765可以在光纤705的剥离部分和未剥离部分上滑动。接下来，内盖760可以在所附接的间隔件210和第一光学部件220上向近侧滑动，在一些布置中，间隔件210和第一光学部件220可以具有预先被施加到他们的表面之一或者二者的表面的粘合剂，诸如，第一粘合剂730，使得内盖的近端与间隔件210对齐。在示例性间隔件210中，一定量的第一粘合剂730，可能仅一滴第一粘合剂可以穿过内盖760的孔760A被施加至间隔件210或者第一光学部件220。附加的第一粘合剂730然后可以被施加至任一下述项或者所有下述项：内盖760的外表面、外盖765的台阶部767，以及外部盖770的内表面。外部盖770然后可以在内盖760上向近端滑动并且滑动到外盖765的台阶部767上，尽管在可替代布置中，外部盖和内盖可以如图8A和图8B所示的外部盖770和内盖760的组合那样以相同形式形成为集成的单片组件，使得该件具有各种台阶式区域。外部盖770可以包括孔770A，其中，外部盖可以优选地被设置成使得孔轴向地位于外盖765的远端和内盖760的近端之间。通过这种方式，外盖765的台阶部767的尺寸可以进行调整使得外部盖770的邻近外部盖的孔770A的近侧部分可以延伸越过外盖的台阶部，使得外盖和外部盖形成光学探针700的连续的、不间断的外表面。
附加的第一粘合剂730或者优选地第二粘合剂优选735可以通过孔770A来施加并且进入到间隙中，所述间隙由光纤705的所暴露的表面、外部盖770、第一光学组件220，以及外盖765限定。在没有内盖760的孔760A和外部盖770的孔770A之一或者内盖760的孔760A和外部盖770的孔770A二者的光学探针700的可替代布置中，可以将粘合剂分别施加至间隔件210和第一光学部件220的组合，和通过光纤705的所暴露的表面、外部盖770、第一光学部件220以及外盖765限定的间隙。
在一些布置中，外盖770可以但不限于由诸如不锈钢之类的金属以及诸如但不限于聚酰亚胺的各种聚合物制成。当由不锈钢或聚酰亚胺制成时，外部盖770可以被加工成所期望的形式，如图8A中最佳示出的那样。在一些布置中，外部盖770可以模制在外盖765上。在一些这样的布置中，外部盖770和内盖760可以是在单一的连续成型部件形式的整体式部件，并且进一步可以与图8A和图8B所示的外部盖770和内盖760的组合具有相同的形式。在一些可替代的布置中，例如对于可能小于或近似等于3000rpm的相对低的旋转速度而言，外部盖可以邻接外盖的远端而不是与外盖重叠。
现在参照图9光学探针800可以与光学探针700相同，除了光学探针800可以进一步包括端帽875以外。在这样的布置中，端帽875可以被连接到光学探针700的远端。如图所示，端帽875可以以透明薄鞘层的形式被施加，所述透明薄鞘层可以周向地围绕外盖770的远侧部分和远侧端部。如在这个示例中，端帽875可以是但不限于由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或其它耐液体的塑料制成，并且在一些情况下，视情况而定，耐湿性达到人类或其他生物血液中所经历的最高压力。在光学探针700的制造过程中，光学探针800可以通过在外部盖770的远端的周围和外部盖770的远端上施加PET树脂而形成。然后，可以通过施加热到光学探针700来固化PET树脂。通过这种方式，PET树脂可能会硬化和收缩。如图所示，在收缩时，固化PET树脂可以其中树脂被施加在孔或开口上的区域中形成平坦界面，例如，树脂被施加到由外部盖770的远端所限定的远端开口777上，或者树脂被施加到外部盖770的侧边开口776处。端帽875的厚度可以在大约5μm至大约50μm的范围内，并且更优选地约为10μm。通过这种方式，可以防止液体材料并且在一些情况下水分通过远侧开口777或侧边开口776进入外部盖770，而同时使通过端帽875的光发射的干扰最小化。
如图10所示，光学探针900可以与光学探针800相同，除了下述区别以外，光学探针900可以包括端帽975，以代替端帽875。端帽975可以与端帽875相同，除了端帽975的远端部分可以是管道的形式以外。如图所示，端帽975的管状部分可以沿远端方向颈部缩小。在这样的布置中，可以是但不限于环氧树脂、聚氨酯或丙烯酸粘合剂的粘合剂976可以被施加到端帽975的远端，使得粘合剂为进入端帽的液体提供了完全的屏障。通过这种方式，端帽975可以提供更强的屏障，该屏障被配置成承受光学探针900的远端处相对于光学探针800的端帽875的更大的压缩力。
现在参照图11A和图11B，第二光学部件650可以如所示出的那样被附接至第一光学部件220，并且可以用来代替第二光学部件250。第二光学部件650可以与光学部件150基本相同，除了下述区别之外，第二光学部件650可以具有：截断的平坦表面629、截断的平坦(倾斜)的表面627以及截断的凹出射表面655，以代替光学部件150的平坦表面29、平坦表面27以及凹面155，并且第二光学部件650还可以具有比光学部件150更大的、围绕沿着垂直于截断的平坦表面629延伸并且穿过截断的平坦表面627的轴线的周界。截断的平坦表面629可以包括四个主要边缘681-684，和在每对主要边缘之间延伸的四个次要边缘686-689在所示的布置中，四个主要边缘681-684是大小相等，并且四个次要边缘686-689具有相同的尺寸，然而，在替代布置中，这些边缘从不同大小可以与他们相对应的边缘中的至少一些具有不同的尺寸。当第二光学组件650被正确地对准与第一光学元件对准时，四个次要边缘686-689中的每一个次要边缘的端部可以遇到第一光学部件220的外径上的点，使得第二光学部件650的整个轮廓位于第一光学部件的光学界面表面215内。通过此方式，如由内切圆圈690所描绘的较大孔径由第二光学组件650的截断的平面629形成，而不是由光学组件150的平坦表面29提供。作为结果，来自第一光学部件220的更多光会在平坦表面629处进入第二光学部件650，而不是从光学部件150的表面29处进入。理想的是，相对于光学部件150的凹表面155而言，截断的出射表面655可以具有预定的截断结构，相对于倾斜表面27而言，截断的倾斜表面627可以具有预定的截断，以及出射表面655可以具有预定的凹形结构，以使得进入平坦表面629的全部或基本全部的光在出射表面655处离开第二光学部件650，并且使在平坦表面629处进入第二光学部件的光中离开第二光学部件的光的量最大化。
在使用期间，可使用光学探针200、光学探针300、光学探针400、光学探针500、光学探针700、光学探针800、光学探针900或者使用第二光学部件650代替第二光学部件250的任何此类光学探针来照射物体或结构。在一些布置中，光学探针200可被用于某些医疗过程，包括用于照亮人体内部结构，诸如可以在微创外科手术过程中要求用于光学相干断层扫描(OCT)或其他医学成像技术。在这样的过程，光学探针200、光学探针300、光学探针400、光学探针500、光学探针700、光学探针800、光学探针900可以沿着人体内部结构，例如血管来通过导管，该导管可以是导管管道，优选地无摩擦伴随导管并且通过旋转接头或其他机械连接来使得导管旋转。光学探针200、光学探针300、光学探针400、光学探针500、光学探针700、光学探针800、光学探针900可以被配置成使得从探头发射的光束的光斑尺寸可以与所期望被照亮的结构相对应。在一种布置中，从探针200、探针300探针400、探针500、探针700、探针800、探针900发射的光束可以是椭圆形的并且具有大约在介于5μm和100μm之间的光斑尺寸。在一个实施例中，探针200、探针300、探针400、探针500、探针700、探针800、探针900可以被构造成使得所发射的光束的光斑尺寸有助于特定细胞(例如癌细胞)的照射和识别。
参考图12，在一个示例中，光学探针200、光学探针800、光学探针900可以是相应的光学系统1000A、光学系统1000B、光学系统1000C的一部分，其中，相应的光学探针可以被插入到导管1010的管道，并且其中，各个光学探针可以被附接至连接器和电机组件1020。连接器和电机组件1020可以包括用于将光束传输到相应的光学探针200、光学探针800、光学探针900的光学连接器1025。连接器和电机组件1020可以进一步向外盖765提供旋转力以使得第二光学部件250、第二光学部件650旋转。通过这种方式，如上文所讨论的那样，示例性光学探针200、示例性光学探针800、示例性光学探针900可以便于对动脉99进行照射以识别动脉的异常。光学探针200包括外部盖270，并且光学探针800、光学探针900各自包括端帽875和端帽975，使得光学探针可以在液体或其他潮湿的环境中操作，例如所示出的其中冲洗液体通过导管的侧边管道1012被添加到导管1010中的示例。
现在参照图13，在另一示例中，光学探针200、光学探针300、光学探针400、光学探针500、光学探针700、光学探针800、光学探针900可以是与光学系统1000A、光学系统1000B、光学系统1000C类似的另一光学系统的一部分，除了该可替代系统可以包括导管1110以代替导管1010之外。导管1110可以与导管1010基本相同，除了下述区别之外，导管1110包括尖端1111，如所示出的那样可以指出尖端1111将光学系统与导管外部的液体或者动脉99的湿润的周边物分开，并且通常不包括诸如导管1010的侧管1012之类的侧管。
应当进一步理解的是，本文阐述的公开包括上述特定特征的任何可能的组合，而不管这些组合是否被本文专门公开。例如，在特定方面、布置、配置或实施例的背景下公开了特定特征的情况下，特征还可以在可能的范围内与技术的并且通常在技术上的其他特定方面、布置、配置以及实施例结合中使用和/或技术的并且通常在技术上的其他特定方面、布置、配置以及实施例的背景下使用。
此外，虽然已经参考特定实施例描述了该技术，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本技术的原理和应用的说明。因此，应该理解的是，可以对说明性实施例做出许多修改，并且可以在不脱离本技术的精神和范围的情况下设计其他布置。就这一点而言，除了在下面的权利要求中阐述的那些具体特征之外，本技术还包含许多附加特征。此外，上述公开内容应当以示意性方式而不是限制的方式来进行，因为本技术由所附的权利要求进行限定。

Claims (27)

1.一种透镜组合，包括：
第一透镜，所述第一透镜具有限定椭圆形边缘的大致平坦的第一透镜端面；
第二透镜，所述第二透镜具有大致平坦的第二透镜端面，所述第二透镜端面能够被操作地联接到所述第一透镜端面并且具有四个主要边缘和至少两个次要边缘，次要边缘与一对主要边缘连接，每个主要边缘基本上沿着所述第一透镜的所述椭圆形边缘处的两个间隔开的点之间的直线延伸。
2.根据权利要求1所述的透镜组合，其中，整个所述第二透镜端面被布置成面向所述第一透镜端面。
3.根据权利要求1所述的透镜组合，其中，所述第二透镜端面的至少一个次要边缘是弯曲的。
4.根据权利要求1所述的透镜组合，其中，所述第一透镜和所述第二透镜被构造成使得在所述第一透镜端面处离开所述第一透镜的光束在所述第二透镜端面处进入所述第二透镜，并且其中，所述第二透镜进一步包括：
大体上平坦的第二透镜倾斜表面，其中，所述第二透镜端面被布置成相对于所述第二透镜倾斜表面成预定角度，使得在所述第二透镜端面处进入所述第二透镜的光束在所述第二透镜倾斜表面处被反射；以及
第二透镜出射表面，所述第二透镜出射表面被布置成使得由所述第二透镜倾斜表面所反射的光指向所述第二透镜出射表面。
5.根据权利要求4所述的透镜组合，其中，所述第二透镜出射表面是朝着所述第二透镜的内部向内弯曲的凹表面。
6.根据权利要求5所述的透镜组合，其中，所述第二透镜的所述凹表面包括大体上相对的第一边缘和第二边缘，所述大体上相对的第一边缘和第二边缘各自沿着第一轴线和第二轴线延伸，所述第一轴线与所述第二透镜端面相对或者所述第一轴线与所述第二透镜端共同延伸。
7.根据权利要求1所述的透镜组合，其中，所述第一透镜端面的所述椭圆形边缘为圆形，所述第二透镜的所述主要边缘沿着各自的主边缘轴线延伸，并且所述主要边缘轴线相交以限定正方形。
8.一种光学探针，包括：
根据权利要求1所述的透镜组合；
光纤组件，所述光纤组件包括光纤，其中，所述光纤组件和所述透镜组合被构造成使得从所述光纤出射的光束在所述第一透镜的入射表面处进入所述透镜组合、穿过所述第一透镜，并且在所述第一透镜端面处离开所述第一透镜；以及
盖，所述盖周向地围绕所述光纤组件。
9.一种光学探针，包括：
根据权利要求4所述的透镜组合；以及
光纤组件，所述光纤组件包括光纤，其中，所述光纤组件和所述透镜组合被配置成使得从所述光纤出射的光束在第一透镜的入射表面处进入所述透镜组合、穿过所述第一透镜，并且在所述第一透镜端面处离开所述第一透镜；以及
第一盖，所述第一盖周向地围绕所述光纤组件。
10.根据权利要求9所述的光学探针，其中，所述第一盖基本上围绕所述透镜组合。
11.根据权利要求9所述的光学探针，还包括与所述第一盖重叠的第二盖。
12.根据权利要求11所述的光学探针，其中，所述第二盖是扭矩线圈，所述扭矩线圈被构造成在所述光学探针上施加扭矩，使得所述第二透镜围绕由所述光纤限定的纵向轴线旋转。
13.一种光学探针，包括：
光纤组件，所述光纤组件包括光纤；
光学部件组件，所述光学部件组件包括第一光学部件和第二光学部件，所述第一光学部件具有第一端面，所述第二光学部件具有第二端面，所述第二端面与所述第一光学部件的第一端面相对，其中，所述第二光学部件的所述第二端面通过第一粘合剂被附接到所述第一光学部件的所述第一端面，所述第一粘合剂至少部分地周向地围绕所述第二光学部件的所述第二端面；以及
第一盖，所述第一盖被附接至所述光纤组件并且周向地围绕所述光纤组件，其中，第二粘合剂将所述第二光学部件附接至所述第一盖。
14.根据权利要求13所述的光学探针，其中，所述第一粘合剂由所述第一盖界定。
15.根据权利要求13所述的光学探针，其中，所述第一光学部件和所述第二光学部件被构造成使得在所述第一端面处离开所述第一光学部件的光束在所述第二端面处进入所述第二光学部件，并且其中，所述第二光学部件进一步包括：
大体上平坦的倾斜表面，其中，所述第二端面被布置成相对于所述倾斜表面成预定角度，使得在所述第二端面处进入所述第二光学部件的光束在所述倾斜表面处被反射；以及
出射表面，所述出射表面被布置成使得由所述倾斜表面所反射的光指向所述出射表面。
16.根据权利要求15所述的光学探针，其中，所述第二光学部件的所述出射表面是朝向所述第二光学部件的内部向内弯曲的凹表面。
17.根据权利要求15所述的光学探针，其中，所述第一光学部件是GRIN透镜，还包括位于所述第一盖内、在所述GRIN透镜与所述光纤之间的玻璃隔离杆。
18.根据权利要求15所述的光学探针，还包括鞘层，其中，所述光纤限定纵向轴线，其中，所述第一盖限定开口，所述开口径向偏离所述纵向轴线并且覆盖所述第二光学部件的所述出射表面，并且其中，所述鞘层覆盖所述开口。
19.根据权利要求18所述的光学探针，其中，至少所述鞘层的覆盖所述开口的所述护套的一部分是平坦的。
20.根据权利要求13所述的光学探针，还包括第二盖，所述第二盖在上方与所述第一盖重叠或所述第二盖在下方与所述第一盖重叠。
21.根据权利要求20所述的光学探针，其中，所述第二盖是扭矩线圈，所述扭矩线圈被构造成在所述光学探针上施加扭矩，使得所述第二光学部件围绕由所述光纤限定的纵向轴线旋转。
22.根据权利要求20所述的光学探针，其中，所述光纤限定纵向轴线，并且其中，所述第二盖被构造成覆盖所述光学探针的终接端，以防止所述第二光学组件在所述终接端处被暴露，所述光纤的纵向轴线穿过所述第二盖。
23.根据权利要求13所述的光学探针，其中，所述第一盖包括内套筒和外套筒，所述外套筒附接至所述内套筒并且周向地围绕所述内套筒。
24.根据权利要求23所述的光学探针，其中，所述第一盖还包括被附接至所述外套筒的扭矩线圈，所述扭矩线圈被配置成在所述光学探针上施加扭矩。
25.根据权利要求13所述的光学探针，其中，所述光纤被附接到所述第一光学部件，使得所述第一盖与所述光纤的被暴露的表面间隔开，以在所述第一盖与所述被暴露的表面之间形成间隙，所述间隙至少由所述光纤的被暴露的表面、第一盖以及第一光学部件限定。
26.根据权利要求25所述的光学探针，其中，所述第一盖包括内套筒和外套筒，所述外套筒通过第三粘合剂被附接至所述内套筒并且周向地围绕所述内套筒，其中，所述内套筒通过所述第三粘合剂附接至所述第一光学部件，并且其中，所述间隙由所述第三粘合剂填充。
27.根据权利要求26所述的光学探针，其中，所述第一粘合剂和所述第三粘合剂是相同的粘合剂，并且其中，所述第二粘合剂与所述第一粘合剂和所述第三粘合剂不同。
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