JP7057444B2 - Fiber optic probe - Google Patents
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Description
本発明は、光ファイバプローブに関する。
本願は、2018年12月12日に日本に出願された特願2018-232881号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。The present invention relates to an optical fiber probe.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2018-232881 filed in Japan on December 12, 2018, the contents of which are incorporated herein by reference.
例えば、前立腺肥大症の治療法である前立腺レーザ蒸散術、早期肺がん等の治療法である光線力学治療、アレルギー性鼻炎の治療法である下甲介粘膜レーザ治療、等では、医用レーザ発振器に接続した光ファイバを利用して患部にレーザ光を照射することが行なわれている。
患部へ確実にレーザ光を照射するため、光ファイバから患部へのレーザ光照射は、光ファイバ先端からその光軸方向に沿った前方への照射よりも、光ファイバ先端部から側方への照射が有効とされている。光ファイバ先端部から側方へのレーザ光の照射により、照射範囲の増大が可能となる。このため、例えば、特許文献1の図1のように、光ファイバの先端部が挿入された把持部に、光ファイバにより導光されてきた光を均等に拡大投射するマイクロレンズ部と、マイクロレンズ部を通過した光を把持部の側方へ反射させる反射ミラー部と、が組み込まれた側方反射型プローブが提案されている。For example, in prostate laser evaporation, which is a treatment for prostate hypertrophy, photodynamic therapy, which is a treatment for early lung cancer, and lower concha mucosal laser treatment, which is a treatment for allergic rhinitis, etc., is connected to a medical laser oscillator. The affected area is irradiated with a laser beam by using the optical fiber.
In order to reliably irradiate the affected area with laser light, laser light irradiation from the optical fiber to the affected area is more lateral irradiation from the optical fiber tip than forward irradiation along the optical axis direction from the optical fiber tip. Is valid. By irradiating the laser beam from the tip of the optical fiber to the side, the irradiation range can be increased. Therefore, for example, as shown in FIG. 1 of Patent Document 1, a microlens portion and a microlens that evenly magnify and project the light guided by the optical fiber onto the grip portion into which the tip portion of the optical fiber is inserted. A side-reflection type probe incorporating a reflection mirror portion that reflects light that has passed through the portion to the side of the grip portion has been proposed.
しかしながら、特許文献1に記載の側方反射型プローブは、反射ミラー部にて反射した光を、把持部の内側のマイクロレンズ部とマイクロレンズ部から離間させて配置された反射ミラー部との間からプローブ側方の特定方向に出射させる構造であり、光照射範囲が狭い。このため、照射対象範囲の全体に光照射する際にプローブの移動や軸回り回転等の操作回数を多く要し、光照射作業上、非効率となる場合がある。 However, in the lateral reflection type probe described in Patent Document 1, the light reflected by the reflection mirror portion is transferred between the microlens portion inside the grip portion and the reflection mirror portion arranged so as to be separated from the microlens portion. The structure is such that the light is emitted in a specific direction on the side of the probe, and the light irradiation range is narrow. Therefore, when irradiating the entire irradiation target range with light, a large number of operations such as movement of the probe and rotation around the axis are required, which may result in inefficiency in the light irradiation work.
また、特許文献1に記載の側方反射型プローブは、光ファイバ先端部及びマイクロレンズ部を収容可能な筒状の把持部に反射ミラー部を取り付けた構成であり、低コスト化が困難であった。
反射ミラー部は、把持部の所定位置に所定向きで精度良く取り付ける必要がある。把持部は、マイクロレンズ部及び反射ミラー部をそれぞれ所定位置に所定向きで精度良く支持する必要がある。このため、特許文献1記載の側方反射型プローブは、その製造コストの低コスト化が困難である。Further, the lateral reflection type probe described in Patent Document 1 has a configuration in which a reflection mirror portion is attached to a cylindrical grip portion capable of accommodating an optical fiber tip portion and a microlens portion, and it is difficult to reduce the cost. rice field.
The reflection mirror portion needs to be attached to a predetermined position of the grip portion in a predetermined direction with high accuracy. The grip portion needs to accurately support the microlens portion and the reflection mirror portion at predetermined positions in predetermined directions. Therefore, it is difficult to reduce the manufacturing cost of the lateral reflection type probe described in Patent Document 1.
本発明の態様が解決しようとする課題は、低コストで、光ファイバに入射した光の側方照射範囲を広く確保できる光ファイバプローブを提供することである。 An object to be solved by the aspect of the present invention is to provide an optical fiber probe that can secure a wide lateral irradiation range of light incident on an optical fiber at low cost.
上記課題を解決するために、第1の態様の光ファイバプローブは、光ファイバと、コアレスファイバと、反射膜とを有し、前記光ファイバの端部と前記コアレスファイバの第1端部とが接続され、前記コアレスファイバの第2端部に前記反射膜が配置されている。 In order to solve the above problems, the optical fiber probe of the first aspect has an optical fiber, a coreless fiber, and a reflective film, and an end portion of the optical fiber and a first end portion of the coreless fiber are formed. It is connected and the reflective film is arranged at the second end of the coreless fiber.
前記コアレスファイバの側面を覆う光透過性のコアレスファイバ外装材をさらに有し、前記コアレスファイバ外装材は前記コアレスファイバと同等または、前記コアレスファイバよりも大きい屈折率を有していてもよい。 Further having a light-transmitting coreless fiber exterior material covering the side surface of the coreless fiber, the coreless fiber exterior material may have a refractive index equal to or higher than that of the coreless fiber.
前記コアレスファイバ外装材は、前記コアレスファイバの少なくとも側面に形成された樹脂被覆層であってもよい。
前記コアレスファイバ外装材は、前記コアレスファイバを収容するガラスキャピラリであってもよい。The coreless fiber exterior material may be a resin coating layer formed on at least a side surface of the coreless fiber.
The coreless fiber exterior material may be a glass capillary accommodating the coreless fiber.
上述の光ファイバプローブは、前記コアレスファイバ外装材の側面に、複数の凹凸を有する粗面部が形成されていてもよい。
上述の光ファイバプローブは、前記コアレスファイバの第2端部の端面が凸曲面であってもよい。In the above-mentioned optical fiber probe, a rough surface portion having a plurality of irregularities may be formed on the side surface of the coreless fiber exterior material.
In the above-mentioned optical fiber probe, the end surface of the second end portion of the coreless fiber may be a convex curved surface.
前記コアレスファイバの第2端部の端面は、凸部及び凹部の少なくとも一方を有し、かつ前記光ファイバの前記コアレスファイバ側の端部における光軸と直交する平坦面が存在しない非平坦面であってもよい。 The end surface of the second end portion of the coreless fiber is a non-flat surface having at least one of a convex portion and a concave portion and having no flat surface orthogonal to the optical axis at the end portion of the optical fiber on the coreless fiber side. There may be.
前記光ファイバの側面はポリイミドによって形成されたファイバコート層に覆われていてもよい。
前記光ファイバは、コアおよび前記コアを覆うクラッドを有し、前記コアは、コア径が拡大されたコア径拡大部を有し、前記コア径拡大部は前記コアレスファイバに接続されていてもよい。
前記光ファイバは、コアおよび前記コアを覆うクラッドを有し、前記コアレスファイバの外径が、前記クラッドの外径と同等であってもよい。The side surface of the optical fiber may be covered with a fiber coat layer formed of polyimide.
The optical fiber has a core and a clad covering the core, the core has a core diameter expanding portion having an expanded core diameter, and the core diameter expanding portion may be connected to the coreless fiber. ..
The optical fiber has a core and a clad covering the core, and the outer diameter of the coreless fiber may be the same as the outer diameter of the clad.
本発明の態様に係る光ファイバプローブによれば、低コストで、光ファイバに入射した光の側方照射範囲を広く確保できる光ファイバプローブを提供することができる。
また、本発明の上記態様によれば、光ファイバからコアレスファイバへ伝搬されコアレスファイバ内にて拡散された光の一部をコアレスファイバの側面から放出させる。また、この光ファイバプローブは、光ファイバ先端からコアレスファイバ内を進行して反射膜にて反射された反射光をコアレスファイバの側面から放出させることができる。
その結果、光ファイバからコアレスファイバに伝搬させた光をコアレスファイバの側面の広範囲から放出させることができ(側方照射範囲を広く確保できる)、照射対象物への光照射の作業効率を向上できる。According to the optical fiber probe according to the aspect of the present invention, it is possible to provide an optical fiber probe that can secure a wide lateral irradiation range of light incident on the optical fiber at low cost.
Further, according to the above aspect of the present invention, a part of the light propagated from the optical fiber to the coreless fiber and diffused in the coreless fiber is emitted from the side surface of the coreless fiber. Further, this optical fiber probe can travel through the coreless fiber from the tip of the optical fiber and emit the reflected light reflected by the reflective film from the side surface of the coreless fiber.
As a result, the light propagated from the optical fiber to the coreless fiber can be emitted from a wide range on the side surface of the coreless fiber (a wide lateral irradiation range can be secured), and the work efficiency of light irradiation to the irradiation target can be improved. ..
特許文献1の図1の側方反射型プローブは光ファイバ先端部及びマイクロレンズ部を収容して、反射ミラー部をマイクロレンズ部から離間した所定位置に配置可能な筒状の把持部を要する。対して、上記の態様に係る光ファイバプローブは、特許文献1の図1の側方反射型プローブの筒状の把持部を必要とせず、特許文献1の図1の側方反射型プローブに比べて構造が単純で、低コストで製造できる。
上記の態様に係る光ファイバプローブは、光ファイバの出射端側にコアレスファイバ及び反射膜を含むプローブ先端部(側方放射部)を有していることで、光ファイバに入射した光の側方照射範囲を広く確保できる。The lateral reflective probe of FIG. 1 of Patent Document 1 requires a tubular grip portion that accommodates the optical fiber tip portion and the microlens portion and can arrange the reflection mirror portion at a predetermined position separated from the microlens portion. On the other hand, the optical fiber probe according to the above aspect does not require the tubular grip portion of the lateral reflective probe of FIG. 1 of Patent Document 1, and is compared with the lateral reflective probe of FIG. 1 of Patent Document 1. It has a simple structure and can be manufactured at low cost.
The optical fiber probe according to the above aspect has a probe tip portion (side radiation portion) including a coreless fiber and a reflective film on the emission end side of the optical fiber, so that the light incident on the optical fiber is lateral. A wide irradiation range can be secured.
以下、本発明の実施形態に係る光ファイバプローブについて、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the optical fiber probe according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は第1実施形態に係る光ファイバプローブを示す。
図1の光ファイバプローブ10Aは、光ファイバ11と、光ファイバ11の先端(出射端)に融着接続されたコアレスファイバ12と、コアレスファイバ12の先端面12aに形成された反射膜13とを有する。
光ファイバプローブ10Aは、コアレスファイバ12と反射膜13とで構成される側方放射部20Aを有する。FIG. 1 shows an optical fiber probe according to the first embodiment.
The
The
光ファイバ11は、コア11aと、コア11aの側周を覆うクラッド11bとを有する。コア11aは、光ファイバ11の長手方向に垂直な断面において、中央部に形成されている。光ファイバ11は、コア-クラッド構造の石英ガラスファイバである。クラッド11bの屈折率はコア11aの屈折率よりも低い。
光ファイバ11は、マルチモード光ファイバ等を好適に用いることができる。The
As the
コアレスファイバ12は、全体の屈折率が均等の石英ガラスファイバである。 The
図1において、光ファイバ11及びコアレスファイバ12のそれぞれの断面形状は、円形であり、光ファイバ11及びコアレスファイバ12は長手方向に沿って延在形成されている。
コアレスファイバ12の長さ(軸線方向寸法)は、例えば10~100mm程度が好ましい。
コアレスファイバ12は、その軸線方向の一端である基端(第1端部)121が光ファイバ11の先端に融着接続され光ファイバ11に同軸に取り付けられている。In FIG. 1, the cross-sectional shapes of the
The length (axis direction dimension) of the
The
図1において、光ファイバ11及びコアレスファイバ12は、互いに径(外径)が同等である。このため、コアレスファイバ12の側面(外周)12bが光ファイバ11の側面と連続するように、コアレスファイバ12は光ファイバ11に一体化されている。
コアレスファイバ12の外径は光ファイバ11のコア11aの外径と同等であってもよいし、コアレスファイバ12の外径は光ファイバ11のコア11aの外径よりも大きくてもよい。コアレスファイバ12の外径は光ファイバ11の外径(クラッド11bの外径)より大きくてもよいが、コアレスファイバ12を光ファイバ11に接続する際の作業性を考慮すると、コアレスファイバ12の外径は光ファイバ11の外径の1.5倍以下が好ましく、同等の外径であることがより好ましい。
なお、コアレスファイバ12の光ファイバ11の先端への融着接続は、市販の融着接続機等を用いるなど公知の方法を利用できる。In FIG. 1, the
The outer diameter of the
For the fusion splicing of the
反射膜13は、コアレスファイバ12の先端面12aに形成されている。先端面12aは、コアレスファイバ12の軸線方向において、光ファイバ11に接続された基端(第1端部)121とは逆側の先端(第2端部)122の端面である。
反射膜13はコアレスファイバ12の先端面12a全体に層状に形成されている。The
The
光ファイバ11において、コアレスファイバ12が接続された先端とは逆側の光ファイバ11の基端から、光Hが入射される。光ファイバ11の光Hが入射する端部を、以下、入射端、とも言う。入射端から入射された光Hは、光ファイバ11の先端(出射端)に向かって導光する。光ファイバ11の入射端から導光された光Hは、光ファイバ11の先端からコアレスファイバ12へ伝搬され、さらに、コアレスファイバ12の先端122側(先端面12a側)へ向かって伝搬する。
光ファイバ11によって導光され光ファイバ11の先端からコアレスファイバ12を伝搬し反射膜13に到達した光Hは、反射膜13にて反射される。In the
The light H guided by the
反射膜13は、光Hを反射可能な構成であればよい。
光Hが、前立腺レーザ蒸散術、光線力学治療、下甲介粘膜レーザ治療等のために人体の患部へ照射するレーザ光である場合、反射膜13は、その反射特性の安定維持等の点で金属膜や誘電体多層膜を採用することが好ましい。The
When the light H is a laser beam that irradiates the affected part of the human body for prostate laser evaporation, photodynamic treatment, lower concha mucosal laser treatment, etc., the
反射膜13は、例えば、コアレスファイバ12の先端面12aに形成された無電解めっき層を好適に採用できる。
また、反射膜13は、コアレスファイバ12の先端面12aに形成された金属蒸着膜等であってもよい。
反射膜13の材質は、例えばニッケル、錫、金、銀やこれらから選択される2以上を含む合金等を挙げることができる。As the
Further, the
Examples of the material of the
ここで、光ファイバプローブ10Aの製造方法の一例を説明する。
図1の光ファイバプローブ10Aは、例えば、(1)コアレスファイバの先端面12aとは逆の基端121を、光ファイバ11の先端に融着接続し、(2)ファイバクリーバでコアレスファイバを任意の長さで切断し、(3)コアレスファイバの先端面12aに反射膜を接着または融着または蒸着して製造できる。コアレスファイバ12と光ファイバ11のクラッド11bの外径が同等である場合には、一般的な融着接続器にてこれらのファイバ同士を融着接続することができるため、光ファイバプローブ10Aを容易に製造することができる。Here, an example of a method for manufacturing the
In the
光ファイバプローブ10Aの他の製造方法としては、例えば、(1)まず、光ファイバ11の先端に、長さ100mmを超える長尺のコアレスファイバ12の基端121を融着接続し、(2)コアレスファイバ12を、光ファイバ11の先端から10~100mm程度離れた位置でカットし、(3)その後、コアレスファイバ12のカット面を研磨して先端面12aを形成する。(4)次いで、コアレスファイバ12の先端面12aをめっき液に接触させて、コアレスファイバ12の先端面12aに無電解めっき層である反射膜13を形成して、光ファイバプローブ10Aを製造してもよい。 As another manufacturing method of the
なお、図1に例示した光ファイバプローブ10Aのコアレスファイバ12の先端面12aは、コアレスファイバ12の中心軸線に対して垂直な平坦面である。
但し、コアレスファイバ12の先端面12aは、コアレスファイバ12の中心軸線に対して垂直な平坦面に限らず、コアレスファイバ12のカット面の研磨等によって、種々の形状に形成されていてもよい。
コアレスファイバ12のカット面の研磨は省略してもよい。光ファイバプローブ10Aは、凹凸が存在するカット面(コアレスファイバ12の先端面12a)に直接、反射膜13を形成して製造してもよい。
コアレスファイバ12の先端面12aへの反射膜13の形成は、無電解めっき層の形成に限定されず、金属材料の蒸着等も採用可能である。The
However, the
Polishing of the cut surface of the
The formation of the
図1に示すように、光ファイバ11の入射端から導光された光H(伝送光)は、光ファイバ11の先端からコアレスファイバ12へ伝搬され、さらにコアレスファイバ12の先端122側(先端面12a側)へ向かって伝搬する。以降、光ファイバ11からコアレスファイバ12へ伝搬する光Hの進行方向を光軸方向とよぶ。
但し、光ファイバ11の先端からコアレスファイバ12を伝播する光Hは、光ファイバ11の先端からコアレスファイバ12の先端122側へ行くにしたがってビーム径を拡げていく。光ファイバ11の先端からコアレスファイバ12を伝播する光Hのビーム径は、コアレスファイバ12の軸線方向両端の間でコアレスファイバ12の外径よりも大きくなる。このため、光ファイバ11の先端からコアレスファイバ12を伝搬する光H(伝送光)の一部は、反射膜13に到達せずに、コアレスファイバ12の側面12bからコアレスファイバ12の外側へ放出される。As shown in FIG. 1, the light H (transmission light) guided from the incident end of the
However, the optical H propagating from the tip of the
光ファイバ11の先端からコアレスファイバ12内を伝搬する光H(伝送光)のうち、反射膜13に到達せずにコアレスファイバ12の側面12bからコアレスファイバ12の外側へ放出された光Hを、以下、第1出射光H1とする。第1出射光H1は、コアレスファイバ12を基端121側から先端122側へ向かって伝搬する光Hにおいて、コアレスファイバ12の側面12bからコアレスファイバ12の外側へ出射する光である。
光ファイバプローブ10Aは、光ファイバ11の先端からコアレスファイバ12へ伝搬される光Hの40~60%が反射膜13に到達せず第1出射光H1となるように、コアレスファイバ12の長さ等が調整設定された構成を好適に採用できる。Of the light H (transmission light) propagating in the
The
図1に示すように、コアレスファイバ12の側面12bからは、第1出射光H1の他に、光ファイバ11の先端からコアレスファイバ12内を伝搬して反射膜13に到達し反射膜13にて反射された光H(反射光)もコアレスファイバ12外側へ放出(出射)される。
光ファイバ11の先端からコアレスファイバ12を伝搬して反射膜13にて反射された光H(反射光)のうち、コアレスファイバ12の側面12bからコアレスファイバ12外側へ放出された光Hを、以下、第2出射光H2とする。第2出射光H2は、コアレスファイバ12を先端122側から基端121側へ向かって伝搬する光Hにおいて、コアレスファイバ12の側面12bからコアレスファイバ12の外側へ出射する光である。
光ファイバプローブ10Aは、光ファイバ11の入射端から光を入射することで、コアレスファイバ12の側面12bから第1出射光H1及び第2出射光H2を出射させ、これら出射光をコアレスファイバ12の周囲の照射対象物に照射することができる。As shown in FIG. 1, from the
Of the light H (reflected light) propagating from the tip of the
The
図1に示す光ファイバプローブ10Aにおいて、第1出射光H1は、コアレスファイバ12の基端121の近傍からは出射されない。
一方、第2出射光H2は、コアレスファイバ12の基端121側の側面12bからも出射(放射)される。つまり、第2出射光H2は、基端121側を含む側面12b全体から出射(放射)される。
このように、図1に示す光ファイバプローブ10Aは、光ファイバ11の入射端から入射された光を、コアレスファイバ12の側面12b全体から出射(放射)させることができる。
光ファイバプローブ10Aは、光ファイバ11の入射端から入射された光をコアレスファイバ12の周囲の照射対象物の広範囲に照射できる。In the
On the other hand, the second emitted light H2 is also emitted (radiated) from the
As described above, the
The
光ファイバプローブ10Aは、内部に散乱体を含まず全体が均質かつ屈折率が均等の石英ガラスファイバであるコアレスファイバ12を使用することが好ましい。この場合、光ファイバプローブ10Aは、光ファイバ11の入射端からレーザ光を入射させたとき、光ファイバ11からコアレスファイバ12へ伝送されたレーザ光のエネルギによってコアレスファイバ12の発熱が生じにくい。このように、光ファイバプローブ10Aは、長時間使用しても高温になりにくいため、例えばヒトの体内に挿入した状態での長時間にわたって使用することが可能である。 As the
また、コアレスファイバ12の発熱によるレーザ光のエネルギロスを小さく抑えることができ、コアレスファイバ12からその外側へ出射されるレーザ光のパワーや光量を確保できる。これにより、光ファイバ11からコアレスファイバ12へ伝送させるレーザ光のパワーを小さく抑えるができる。このように、内部に散乱体を含まず全体が均質かつ屈折率が均等の石英ガラスファイバであるコアレスファイバ12の採用は、レーザ光の照射によってコアレスファイバ12が発熱し、反射膜13の変形や損傷を生じるといった不都合を回避することができる。 Further, the energy loss of the laser beam due to the heat generated by the
光ファイバプローブ10Aのコアレスファイバ12の側面12bからコアレスファイバ12の外側へ出射される第2出射光H2は、反射膜13からコアレスファイバ12の基端121側へコアレスファイバ12の中心軸線に対して傾斜した向きで進行する。光ファイバプローブ10Aの側方放射部20Aからコアレスファイバ12の基端121側(光ファイバ11側)へずれた所に位置する照射対象物にも、第2出射光H2を照射することができる。
例えば第2出射光H2が無く第1出射光H1のみがコアレスファイバ12から出射される場合に比べて、コアレスファイバ12から第2出射光H2を出射可能な構成は、コアレスファイバ12の周囲の照射対象物の広範囲への光照射が可能である。The second emitted light H2 emitted from the
For example, as compared with the case where there is no second emitted light H2 and only the first emitted light H1 is emitted from the
図1の光ファイバプローブ10Aは、特許文献1の図1の側方反射型プローブの反射ミラー部付きの把持部(マイクロレンズ部を収容可能な筒状の把持部)が不要であり、特許文献1の図1の側方反射型プローブに比べて構造が単純で低コストで製造できる。
光ファイバプローブ10Aは、光ファイバ11への入射光を側方放射部20Aから側方へ向けての照射範囲を広く確保することを低コストで実現できる。The
The
図2Aに第2実施形態の光ファイバプローブ10Bを示す。光ファイバプローブ10Bは、第1実施形態の光ファイバプローブ10Aと比較し、コアレスファイバ12の側面12bに光透過性の樹脂被覆層であるコアレスファイバ被覆層(コアレスファイバ外装材)14が形成されている点が異なる。コアレスファイバ被覆層14は、コアレスファイバ12の側面12bを覆っている。コアレスファイバ被覆層14は、コアレスファイバ12の側面12bを覆う光透過性のコアレスファイバ外装材の一例である。 FIG. 2A shows the
図2Aの光ファイバプローブ10Bは、光ファイバ11の周囲にポリイミドによって形成されたファイバコート層15も含む。ファイバコート層15は、光ファイバ11の側面を覆っている。ファイバコート層15は光ファイバ11の側面に被着形成されている。
ポリイミド製のファイバコート層15は、耐熱性に優れるため、光ファイバ11に入射したレーザ光のエネルギによって光ファイバ11が発熱しても、光ファイバ11の側面を覆った状態を安定に保つことができる。
ポリイミド製のファイバコート層15は、他の実施形態の光ファイバプローブにも広く適用可能である。The
Since the
The polyimide
光ファイバプローブ10Bのコアレスファイバ12の側面12bに形成されるコアレスファイバ被覆層14は、図2Bに示すように、コアレスファイバ12の側面12bだけでなく、コアレスファイバ12の先端122側において反射膜13の上に形成されていてもよい。すなわち、コアレスファイバ12の先端122側において、反射膜13を覆うように形成されていてもよい。
コアレスファイバ被覆層14は、第1実施形態の光ファイバプローブ10Aの側方放射部20Aの少なくともコアレスファイバ12の側面12bを覆うように側方放射部20Aの周囲に形成される。
図2A、および図2Bの光ファイバプローブ10Bは、第1実施形態の光ファイバプローブ10Aの側方放射部20Aにコアレスファイバ被覆層14が形成された構成の側方放射部20Bを有する。As shown in FIG. 2B, the coreless
The coreless
The
コアレスファイバ被覆層14は、コアレスファイバ12と同等かコアレスファイバ12よりも高い屈折率を有する。コアレスファイバ被覆層14は、コアレスファイバ12から伝搬する第1出射光H1及び第2出射光H2を透過させてコアレスファイバ被覆層14の側面から出射させることができる。 The coreless
なお、コアレスファイバ被覆層14の側面からの第1出射光H1及び第2出射光H2の出射光量を多く確保するため、コアレスファイバ12よりも屈折率が高いコアレスファイバ被覆層14を採用することが好ましい。 In addition, in order to secure a large amount of emitted light of the first emitted light H1 and the second emitted light H2 from the side surface of the coreless
図2A、および図2Bの光ファイバプローブ10Bのコアレスファイバ被覆層14はコアレスファイバ12の側面12b全体に形成されている。
図2A、および図2Bの光ファイバプローブ10Bにおいて、コアレスファイバ12の側面12bから放出される第1出射光H1及び第2出射光H2は、コアレスファイバ12からコアレスファイバ被覆層14を透過してコアレスファイバ被覆層14の側面から外側へ出射される。The coreless
In the
コアレスファイバ被覆層14の側面全体には、複数の微小な凹凸を有する粗面部14aが形成されている。すなわち、粗面部14aの表面には、微小な凹凸が形成されている。
粗面部14aは、コアレスファイバ12からコアレスファイバ被覆層14を透過してコアレスファイバ被覆層14から外側へ出射される光を散乱させて、コアレスファイバ被覆層14から外側への光出射を均等化する役割を果たす。A
The
コアレスファイバ被覆層14は、樹脂材料により形成されている。コアレスファイバ被覆層14は、液状樹脂材料をコアレスファイバ12の側面12bに塗布し、硬化させることで形成できる。硬化性の液状樹脂材料は、例えば、熱硬化性樹脂、反応硬化型樹脂、紫外線硬化樹脂等を用いることができる。
粗面部14aの微細な凹凸は、コアレスファイバ12の側面12bに形成したコアレスファイバ被覆層14をレーザ加工、プラズマ加工、サンドブラスト加工等することによって形成できる。The coreless
The fine unevenness of the
図3に第3実施形態の光ファイバプローブ10Cを示す。光ファイバプローブ10Cは、第1実施形態の光ファイバプローブ10Aにその側方放射部20Aを収容する光透過性のガラスキャピラリ(コアレスファイバ外装材)16を設けた構成である。
図3の光ファイバプローブ10Cは、第1実施形態の光ファイバプローブ10Aの側方放射部20Aにガラスキャピラリ16を設けた構成の側方放射部20Cを有する。FIG. 3 shows the
The
図3の光ファイバプローブ10Cのガラスキャピラリ16は、コアレスファイバ12及び反射膜13を収容する円筒状の筒状胴部16aと、筒状胴部16aの軸線方向片端を塞ぐ先端壁部16bとを有する。筒状胴部16aの先端壁部16bとは逆側の端部は開口している。ガラスキャピラリ16は片端が塞がれた円筒状に形成されている。 The glass capillary 16 of the
先端壁部16bがコアレスファイバ12の先端122側に配置された状態で、ガラスキャピラリ16は、筒状胴部16aの内側にコアレスファイバ12及び反射膜13を収容している。図3において、プローブ先端側(コアレスファイバ12の先端122側)において、ガラスキャピラリ16の先端壁部16bは反射膜13に当接している。 The
ガラスキャピラリ16の筒状胴部16aの内径はコアレスファイバ12の外径と同等である。
筒状胴部16aをコアレスファイバ12の側面12bに接着剤により接着あるいは融着して、ガラスキャピラリ16は、コアレスファイバ12に固定されている。The inner diameter of the
The
ガラスキャピラリ16の筒状胴部16aは、コアレスファイバ12から伝搬する第1出射光H1及び第2出射光H2を透過させて筒状胴部16aの側面から出射させることができる。
ガラスキャピラリ16の筒状胴部16aはコアレスファイバ12と同等かコアレスファイバ12よりも高い屈折率を有する。筒状胴部16aから外側への第1出射光H1及び第2出射光H2の出射光量を多く確保するため、ガラスキャピラリ16において、筒状胴部16aの屈折率がコアレスファイバ12の屈折率よりも高いことが好ましい。The
The
なお、図3のガラスキャピラリ16はその全体が同じ材質で均質に形成され、全体にわたって屈折率が均等である。但し、ガラスキャピラリ16は、例えば、先端壁部16bの材質あるいは屈折率が筒状胴部16aと異なっている構成も採用可能である。 The glass capillary 16 of FIG. 3 is uniformly formed of the same material as a whole, and has a uniform refractive index throughout. However, for the
図3の光ファイバプローブ10Cのガラスキャピラリ16の筒状胴部16aは、コアレスファイバ12及び反射膜13の全体を収容している。また、図3において、ガラスキャピラリ16の筒状胴部16aは、光ファイバ11の出射端部をも収容している。
図3の光ファイバプローブ10Cにおいて、コアレスファイバ12の側面12bから放射される第1出射光H1及び第2出射光H2は、コアレスファイバ12からガラスキャピラリ16の筒状胴部16aを透過して筒状胴部16aの側面から外側へ放射される。The
In the
ガラスキャピラリ16の筒状胴部16aの側面全体には、複数の微小な凹凸を有する粗面部16cが形成されている。すなわち、粗面部16cの表面には、微小な凹凸が形成されている。
粗面部16cは、コアレスファイバ12からガラスキャピラリ16の筒状胴部16aを透過して筒状胴部16aから外側へ出射される光を散乱させて、筒状胴部16aから外側への光出射を均等化する役割を果たす。
粗面部16cの微細な凸凹は、コアレスファイバ12の側面12bに形成したコアレスファイバ被覆層14と同様にレーザ加工、プラズマ加工、サンドブラスト加工等によって形成できる。A
The
The fine irregularities of the
図4に第4実施形態の光ファイバプローブ10Dを示す。光ファイバプローブ10Dは、第1実施形態の光ファイバプローブ10Aについて、光ファイバ11の出射端部にコア径拡大部11cを有する構成を採用した。コア径拡大部11cは、例えばコア拡散ファイバ(いわゆるTECファイバ。TEC;Thermally-diffused Expanded Core Fiber)の構成を採用してもよい。
図4に示す光ファイバプローブ10Dにおいて、コアレスファイバ12は光ファイバ11の先端(出射端)に同軸に融着接続されている。FIG. 4 shows the
In the
図4に示すように、光ファイバ11は、コアレスファイバ12側に、コア径拡大部11cを有する。コア径拡大部11cは、コアレスファイバ12の基端121に接続されている。
コア径拡大部11cのコア径は、光ファイバ11におけるコアレスファイバ12側以外の部分のコア径よりも大きい。また、コア径拡大部11cのコア径は、光ファイバ11の出射端側に行くにしたがって大きくなっていてもよい。コア11aのコア径拡大部11c以外の部分は一定径で延在形成されている。
なお、光ファイバ11のクラッド11bは、光ファイバ11の全長にわたって一定外径で延在形成されている。
図4の光ファイバ11のコア11aのコア径拡大部11c以外の構成は、第1実施形態の光ファイバプローブ10Aの光ファイバ11と同様である。As shown in FIG. 4, the
The core diameter of the core diameter enlarged
The clad 11b of the
The configuration of the core 11a of the
この構成により、光ファイバプローブ10Aと比較し、よりコアレスファイバ12の基端121側で、コアレスファイバ12の外側へ光Hを出射させることができる。 With this configuration, light H can be emitted to the outside of the
なお、光ファイバ11の出射端部へのコア径拡大部11cの採用は、その他の実施形態の光ファイバプローブに広く適用可能である。 The adoption of the core
図5に第5実施形態の光ファイバプローブ10Eを示す。光ファイバプローブ10Eのように、コアレスファイバ12の先端面12aは部分球面状の凸曲面としてもよい。 FIG. 5 shows the
図5に示すように、光ファイバ11の長手方向に沿う断面視において、コアレスファイバ12の先端面12aは、光軸方向に向かって突出した凸曲面になっている。反射膜13は、コアレスファイバ12の先端面12aに沿って形成されるため、反射膜13は先端面12aに沿う部分球面状に形成される。 As shown in FIG. 5, in a cross-sectional view along the longitudinal direction of the
部分球面状のコアレスファイバ12の先端面12aは、例えば、コアレスファイバ12の先端の溶融加工や研磨等によって形成できる。 The
コアレスファイバ12の先端面12a及び反射膜13が部分球面状の光ファイバプローブは、例えばヒトの血管、尿道、鼻腔等の体腔への挿入を円滑に行なうことができるため、体腔内壁を傷つけにくいといった利点がある。 An optical fiber probe having a partially
図5の光ファイバプローブ10Eでは、第1実施形態の光ファイバプローブ10Aと比較し、コアレスファイバ12の先端面12a及び反射膜13が部分球面状に変更されている点が異なる。
但し、コアレスファイバ12の先端面12a及び反射膜13を部分球面状とすることは、その他の実施形態の光ファイバプローブに広く適用可能である。The
However, making the
但し、コアレスファイバ12の先端面12aは、体腔への挿入を円滑に行なえ体腔内壁を傷つけにくい点では、コアレスファイバ12の中心軸線に垂直の平坦面よりも部分球面状の方が有利である。 However, the
以上、本発明を最良の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の最良の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
例えば、コアレスファイバ12の先端面12aは、光軸方向に向けて突出する凸部及び光軸方向に窪む凹部の少なくとも一方が存在し、かつ前記光ファイバの前記コアレスファイバ側の端部における光軸と直交する平坦面が存在しない非平坦面を採用可能である。この構成であれば、反射膜にて反射したレーザ光が光ファイバを介してレーザ光源に入射する光量を非常に少なく抑えることができ、レーザ光の入射がレーザ光源の動作に影響を与えることを回避できる。Although the present invention has been described above based on the best mode, the present invention is not limited to the above-mentioned best mode, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
For example, the
10A~10E…光ファイバプローブ、11…光ファイバ、11a…コア、11b…クラッド、11c…コア径拡大部、12…コアレスファイバ、12a…(コアレスファイバの)先端面、12b…(コアレスファイバの)側面、121…(コアレスファイバの)基端、122…(コアレスファイバの)先端、13…反射膜、14…コアレスファイバ外装材(コアレスファイバ被覆層)、14a…粗面部、15…ファイバコート層、16…コアレスファイバ外装材(ガラスキャピラリ)、16a…筒状胴部、16b…先端壁部、16c…粗面部、20A、20B、20C…側方放射部、H…光(伝送光)、H1…第1出射光、H2…第2出射光 10A-10E ... Optical fiber probe, 11 ... Optical fiber, 11a ... Core, 11b ... Clad, 11c ... Core diameter expansion part, 12 ... Coreless fiber, 12a ... Tip surface (of coreless fiber), 12b ... (of coreless fiber) Side surface, 121 ... base end (of coreless fiber), 122 ... tip (of coreless fiber), 13 ... reflective film, 14 ... coreless fiber exterior material (coreless fiber coating layer), 14a ... rough surface portion, 15 ... fiber coat layer, 16 ... Coreless fiber exterior material (glass capillary), 16a ... Cylindrical body, 16b ... Tip wall, 16c ... Rough surface, 20A, 20B, 20C ... Lateral radiation, H ... Light (transmission light), H1 ... 1st emitted light, H2 ... 2nd emitted light
Claims (11)
前記光ファイバの端部と前記コアレスファイバの第1端部とが接続され、
前記コアレスファイバの第2端部に前記反射膜が配置され、
前記コアレスファイバの前記第2端部の端面は前記コアレスファイバの中心軸線に対して垂直な平坦面であり、
前記光ファイバの前記端部から前記コアレスファイバ内に光を伝搬させた時、前記コアレスファイバの側面から出射される光は、
前記反射膜に到達せずに前記コアレスファイバの外側へ放出される第1出射光と、
前記反射膜にて反射され、前記コアレスファイバの外側へ放出される第2出射光と、を含む、光ファイバプローブ。 It has an optical fiber, a coreless fiber, and a reflective film.
The end of the optical fiber and the first end of the coreless fiber are connected.
The reflective film is arranged at the second end of the coreless fiber, and the reflective film is arranged .
The end surface of the second end portion of the coreless fiber is a flat surface perpendicular to the central axis of the coreless fiber.
When light is propagated from the end of the optical fiber into the coreless fiber, the light emitted from the side surface of the coreless fiber is
The first emitted light emitted to the outside of the coreless fiber without reaching the reflective film,
An optical fiber probe comprising a second emitted light that is reflected by the reflective film and emitted to the outside of the coreless fiber .
前記光ファイバの端部と前記コアレスファイバの第1端部とが接続され、 The end of the optical fiber and the first end of the coreless fiber are connected.
前記コアレスファイバの第2端部に前記反射膜が配置され、 The reflective film is arranged at the second end of the coreless fiber, and the reflective film is arranged.
前記コアレスファイバの前記第2端部の端面が凸曲面である、光ファイバプローブ。 An optical fiber probe in which the end surface of the second end portion of the coreless fiber is a convex curved surface.
前記光ファイバの端部と前記コアレスファイバの第1端部とが接続され、 The end of the optical fiber and the first end of the coreless fiber are connected.
前記コアレスファイバの第2端部に前記反射膜が配置され、 The reflective film is arranged at the second end of the coreless fiber, and the reflective film is arranged.
前記コアレスファイバの前記第2端部の端面は、凸部及び凹部の少なくとも一方を有し、かつ前記光ファイバの前記コアレスファイバ側の端部における光軸と直交する平坦面が存在しない非平坦面である、光ファイバプローブ。 The end surface of the second end portion of the coreless fiber has at least one of a convex portion and a concave portion, and there is no flat surface orthogonal to the optical axis at the end portion of the optical fiber on the coreless fiber side. An optical fiber probe.
前記コアレスファイバ外装材は、前記コアレスファイバと同等または、前記コアレスファイバよりも大きい屈折率を有する請求項1から4のいずれか1項に記載の光ファイバプローブ。 Further having a light-transmitting coreless fiber exterior material covering the side surface of the coreless fiber,
The optical fiber probe according to any one of claims 1 to 4, wherein the coreless fiber exterior material has a refractive index equal to or higher than that of the coreless fiber.
前記コアは、コア径が拡大されたコア径拡大部を有し、前記コア径拡大部は前記コアレスファイバに接続されている、請求項1から9のいずれか1項に記載の光ファイバプローブ。 The optical fiber has a core and a cladding covering the core.
The optical fiber probe according to any one of claims 1 to 9 , wherein the core has a core diameter enlarged portion having an expanded core diameter, and the core diameter expanded portion is connected to the coreless fiber.
前記コアレスファイバの外径が、前記クラッドの外径と同等である、請求項1から10のいずれか1項に記載の光ファイバプローブ。 The optical fiber has a core and a cladding covering the core.
The optical fiber probe according to any one of claims 1 to 10 , wherein the outer diameter of the coreless fiber is equivalent to the outer diameter of the clad.
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