DE3444823A1 - Loesbare verbindung zwischen einer lichtleitfaser und einem lasergeraet - Google Patents
Loesbare verbindung zwischen einer lichtleitfaser und einem lasergeraetInfo
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Description
• 4 » · * · « | Patentabteilung | • * • * ί 0* tr 4 |
3444823 |
* * * · · * *
C« V· · ft · $ * · « Λ * y |
84, 0328Α | ||
3 | 07.12. | ||
Mn/bk | |||
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Lösbare Verbindung zwischen einer Lichtleitfaser und einem Lasergerät
Die Erfindung betrifft eine lösbare Verbindung zwischen einer Lichtleitfaser und einem Lasergerät, insbesondere
für medizinische Zwecke, mit einem ersten laserseitigen und einem zweiten lichtleitfaserseitigen Koppelelement,
welches in eine Lichtaustrittsöffnung des ersten Koppelelementes einsteckbar ist
10
Eine Verbindung der obengenannten Art für einen Photokoagulator ist aus der DE-OS 31 21 287 bekannt. Diese
Einrichtung besteht aus einem Lasergerät mit geeigneter Leistung und Hellenlänge, an welches eine Lichtleit
faser über eine spezielle Einkopplung mit optischen
Elementen angeschlossen wird. Dabei bildet das lichtleitfaserseitige Koppelelement mit einer Einkoppeloptik
und der Lichtleitfaser eine Einheit, welche in den parallelen Strahlengang eines Lasers mittels eines
laserseitigen Koppelelementes eingeschoben wird. Ein derartiger Lichtleiter ist relativ teuer und muß nach
jeder Behandlung sterilisiert werden, wodurch die Gefahr einer Beschädigung der optischen Komponenten besteht. Da die Steckverbindungen für Lichtleitfasern im
allgemeinen klein dimensioniert sind, erfordert deren Handhabung eine gewisse Fingerfertigkeit des Benutzers.
Die mit hoher Präzision gefertigten Koppelelemente können leicht verkanten und durch Kraftanwendung beschädigt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine lösbare Verbindung zwischen einer Lichtleitfaser und einem Lasergerät zu
schaffen, welche einfacher und damit billiger herstellbar ist als die bisher bekannten Verbindungen und gegen
Beschädigungen bei der Handhabung und während des
JC
07.12.84, 0328Ά
Mn/bk
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Diese Aufgabe erfüllt eine nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildete Verbindung. Durch die Verlagerung der Einkoppeloptik in das
laserseitige Koppelelement kann das im wesentlichen rein mechanische lichtleitfaserseitige Koppelelement
entweder nach jedem Gebrauch leicht sterilisiert oder
so billig hergestellt werden, daß die Lichtleitfaser
mit dem zugehörigen Koppelelement als Einweginstrument
wirtschaftlich verwendet werden kann. Durch die Einrichtung zur Erzeugung einer axialen Kraft auf das
lichtleitfaserseitige Koppelelement ist die Verbindung selbststeckend und damit nicht mehr von der Fingerfertigkeit dee Bedieners abhängig. Durch die gute
Wärmeübertragung zwischen den Koppelelementen wird eine überhitzung durch unvermeidbare Einkoppelverluste vermieden.
Die Erfindung soll im folgenden anhand dreier, teilweise schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele
beschrieben werden. Es zeigen:
lösbare Verbindung zwischen einer Lichtleitfaser und einem Lasergerät;
Fig. 2 eine Verbindung gemäß Fig. 1 mit zusätzlicher optischer Selbstjustierung mittels eines Temperaturfühlers;
Fig. 3 eine Verbindung gemäß Fig· I mit zusätzlicher
optischer Selbstjustierung mittels Photoelementen.
MBB
«Β · * · »ft S * β
07.12.84, 0328A Mn/bk 9659
10 15 20 25
Bei dent in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Strahlung 1 eines nicht näher dargestellten
Lasergerätes auf eine Einkoppeloptik 2.1 gerichtet, welche in einer zylindrischen öffnung 2.2 eines laserseitigen
metallischen Koppelelementes 2 angeordnet ist. Das Koppelelement 2 ist mit dem Gehäuse 3 des Lasergerätes
fest verbunden. In die zylindrische öffnung 2.2 wird ein paBgenauer metallischer Führungsstift 4.1
eines lichtleitfaserseitigen Koppelelementee 4 geschoben.
Die Einstecktiefe wird durch einen Kragen 4.2 des Führungsstiftes 4.1 bestimmt, welcher im eingekoppelten
Zustand plan auf einer entsprechenden Ringfläche 2.3 des Koppelelementes 2 aufliegt und einen guten Wärmeübergang
gewährleistet. Gleichzeitig werden im eingekoppelten Zustand durch den Kragen 4.2 zwei elektrische
Kontakte 5 und 6 kurzgeschlossen, wodurch eine elektrische überwachung der Steckverbindung möglich ist. In
einer zentralen axialen Bohrung 4.3 des Führungsstiftes 4.1 ist eine Lichtleitfaser 7 bis zum stirnseitigen
Ende des Führungsstiftes hindurchgeführt. Bei zusammengesteckter Verbindung befindet sich die Frontfläche der
Lichtleitfaser exakt im Brennpunkt 8 der Einkoppeloptik 2.1. Um dies zu gewährleisten, ist die Einkoppeloptik
2.1 in einer in das Koppelelement 2 einschraubbaren Fassung 2.4 axial verschiebbar.
30 35
Zur Erzeugung einer axialen Zugkraft auf das Koppelelement 4 ist die zylindrische Bohrung 2.2 von einer Spule
2.5 umgeben, die über eine Leitung 2.6 mit Strom versorgt wird. Zur Erzeugung einer magnetischen Kraft mu8
der Führungsstift 4.1 aus einem ferromagnetischen Material bestehen; für das laserseitige Koppelelement ist
dies nicht unbedingt erforderlich.Zur mechanischen Fixierung der Steckverbindung ist eine in dem
Koppelelement 2 verankerte überwurfmutter 2.7
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MBB
fo
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vorgesehen, welche über ein Gewinde oder eine Bajonettverbindung eine mit dem Führungsstift 4.1 verbundene
und als Schutzkappe für das Lichtleiterende dienende Hülse 4.8 mit dem Koppelelement 2 verriegelt.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel gleicht in seinen wesentlichen Bestandteilen demjenigen aus
Fig. 1, jedoch ist zum Zwecke einer Selbstjustierung
der Einkoppeloptik 2.1 diese in einer axial verschiebbaren Fassung 2.4 befestigt, welche durch einen elektrischen
Antrieb 9, z.B. ein Elektromotor, bewegt wird. Die Steuerung des Antriebs erfolgt durch einen Temperaturfühler,
der in dem Führungsstift 4.1 des Koppelelementes 4 thermisch leitend befestigt ist. Das Temperatursignal
wird in einer für den Fachmann geläufigen und daher nicht näher ausgeführten Schaltung verarbeitet,
welche den Antrieb auf eine Position steuert, bei welchem die Temperatur im Führungsstift ein Minimum erreicht.
In diesem Fall kann davon ausgegangen werden, daß eine optimale Einkopplung des Laserlichtes in den
Lichtleiter stattfindet.
Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel geht wiederum von einer Verbindung gemäß Fig. 1 aus, wobei
zur optischen Selbstjustierung vier Photoelemente vorgesehen
sind, welche unter einem Winkel von etwa 45° auf vier Bereiche der Stirnfläche des Führungsstiftes
4.1 gerichtet sind, welche in etwa den Quadranten der kreisförmigen Stirnfläche entsprechen. Von den vier
Photoelementen sind lediglich zwei (13.1 und 13.3) in der Schnittzeichnung zu erkennen. Die Photoelemente erfassen
die von der Stirnfläche des Führungsstiftes nicht eingekoppelte und somit reflektierte
Laserstrahlung und geben intensitätsabhängige Signale an eine Elektronik 12. Diese steuert zwei elektrische
* ft · # (f · ϊ · * C-S
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' Stell- glieder 10 und 11, mit denen die Einkoppeloptik
2.1 in axialer und radialer Richtung verschoben wird, bis die reflektierte Laserstrahlung in allen vier
Photoelemen- ten ein gleiches Signal liefert und die reflektierte Strahlung insgesamt ein Minimum ist.
Die Stirnfläche des Führungsstiftes 4.1 bildet zusammen
mit der Wandung 2.2 und einer O-Ring-gedichteten transparenten Scheibe 18 eine im wesentlichen luftdichte Kammer
17, welche über eine Leitung 16 mit einem Unter- bzw. Überdruckerzeuger verbunden ist. Dadurch
ist die Verbindung nicht nur selbststeckend, sondern auch noch selbsttrennend.
Sollte in dem Koppelelement 2 kein Platz mehr für die Unterbringung von Photoelementen sein, so könnte die
rückgestreute Laserstrahlung auch mittels eines im Strahlengang befindlichen Umlenkepiegels ausgekoppelt
und gemessen werden.
Auch ist es selbstverständlich möglich, auf die elektrischen Stellglieder zu verzichten und die Einstellung
der Einkoppeloptik aufgrund der angezeigten Meßwerte per Hand vorzunehmen.
- Leerseite -
Claims (7)
1. Lösbare Verbindung zwischen einer Lichtleitfaser und einem Lasergerät, insbesondere für medizinische
Zwecke, mit einem ersten laserseitigen und einem zweiten lichtleitfaserseitigen Koppelelement, welches in
eine Lichtaustrittsöffnung des ersten Koppelelementes einsteckbar ist dadurch
gekennzeichnet , daß in der Lichtaustrittsöffnung (2.2) des ersten Koppelelementes (2) eine
mit diesem verbundene, parallel und/oder senkrecht zur optischen Achse justierbare Einkoppeloptik (2.1) angeordnet
ist,
daß das erste Koppelelement (2) eine Einrichtung (2.5) zur Erzeugung einer axialen Kraft auf das zweite Koppelelement
(4) aufweist und,
daß an dem ersten und zweiten Koppelelement (2 und 4) Kontaktflächen (2.3, 4.2) mit guter Wärmeleitfähigkeit
vorgesehen sind, mittels welcher im eingekoppelten Zustand Wärme vom zweiten Koppelelement (4) auf das erste
Koppelelement (2) übertragen wird.
2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einkoppeloptik
(2.1) eine mechanische und/oder elektrische Stelleinrichtung (2.4; 9,10,11) aufweist, welche unter Verwendung
der Signale einer die Strahlungsintensität des in die Lichtleitfaser eingekoppelten und/oder nicht
eingekoppelten Laserlichtes direkt und/oder indirekt messenden Fühleinrichtung (13,14) gesteuert wird.
3 O · β β f
· « * · tr *-
β β · # Ü ■* ···
Patentabteilung
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3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Fühleinrichtung
ein mit dem zweiten Koppelelement (4) thermisch leitend verbundener Temperaturfühler (14) ist.
4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Fühleinrichtung zumindest einen photoelektrischen Empfänger
(13) aufweist, der die von dem im eingekoppelten Zustand befindlichen zweiten Koppelelement (4) reflektierte Laserstrahlung empfängt.
5. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das erste
Koppelelement (2) eine elektrische Kontrolleinrichtung (5,6) aufweist, welche bei nicht vollständig eingestecktem zweiten Koppelelement (4) eine elektrische
Verbindung herstellt oder unterbricht.
6. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Erzeugung einer axialen Kraft ein mit dem
ersten Koppelelement verbundener Elektro- oder Perma-
nentmagnet (2.5) ist und das zweite Koppelelement (4)
ein ferromagnetisches Material (4.1) aufweist.
7. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das erste
und zweite Koppelelement (2 und 4) eine im wesentlichen luftdichte Kammer (17) bilden, in welcher zur Erzeugung
einer axialen Kraft auf das zweite Koppelelement (4) ein Unter- oder überdruck erzeugt wird.
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