JPH07119847B2 - 多結晶赤外光ファイバ及びその製造方法 - Google Patents
多結晶赤外光ファイバ及びその製造方法Info
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- JPH07119847B2 JPH07119847B2 JP63034204A JP3420488A JPH07119847B2 JP H07119847 B2 JPH07119847 B2 JP H07119847B2 JP 63034204 A JP63034204 A JP 63034204A JP 3420488 A JP3420488 A JP 3420488A JP H07119847 B2 JPH07119847 B2 JP H07119847B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は外科用レーザメスや体内挿入型レーザメスの光
伝送路として用いられる多結晶赤外光ファイバに関する
ものである。
伝送路として用いられる多結晶赤外光ファイバに関する
ものである。
従来の技術 近年、レーザメスにおいて炭酸ガスレーザのエネルギ光
を赤外用光ファイバで、目的部位まで導き、手術が行な
われている。例えば、外科的手術の場合には、体表や表
面と見なされる部位に、赤外用光ファイバを収納した光
ケーブルを導き、伝送したレーザ光によって切開・蒸散
が行なわれている。
を赤外用光ファイバで、目的部位まで導き、手術が行な
われている。例えば、外科的手術の場合には、体表や表
面と見なされる部位に、赤外用光ファイバを収納した光
ケーブルを導き、伝送したレーザ光によって切開・蒸散
が行なわれている。
また、最近になって、内視鏡のチャンネルに赤外光ファ
イバを収納した細径の光ケーブルを通して体内患部の治
療を行なう体内挿入型手術の要求が多くなって来てい
る。
イバを収納した細径の光ケーブルを通して体内患部の治
療を行なう体内挿入型手術の要求が多くなって来てい
る。
光学材料から熱間押出し方法などにより作成した赤外光
ファイバの重要な特性は伝送効率やレーザ光の出射特性
がある。特に、体内挿入型の細径のプローブに収納しレ
ーザ光を出射する場合には、発熱や光学系の問題からレ
ーザ光の出射特性がもっとも重要な赤外光ファイバの条
件である。赤外光ファイバの出射特性を決定する要因と
して、赤外光ファイバ製作上の不整合、例えば、側面の
傷や内部の応力歪等がある。その為には、最適な押し出
し条件で作成する必要がある。ところが理想的に製作し
た赤外光ファイバでも、塑性変形するまで曲げると、出
射特性は劣化する。
ファイバの重要な特性は伝送効率やレーザ光の出射特性
がある。特に、体内挿入型の細径のプローブに収納しレ
ーザ光を出射する場合には、発熱や光学系の問題からレ
ーザ光の出射特性がもっとも重要な赤外光ファイバの条
件である。赤外光ファイバの出射特性を決定する要因と
して、赤外光ファイバ製作上の不整合、例えば、側面の
傷や内部の応力歪等がある。その為には、最適な押し出
し条件で作成する必要がある。ところが理想的に製作し
た赤外光ファイバでも、塑性変形するまで曲げると、出
射特性は劣化する。
この塑性変形に対しての許容曲げ半径を決定するパラメ
ータは、赤外光ファイバの径と降伏応力があり、径は小
さい程、降伏応力は大きい程、赤外光ファイバの許容曲
げ半径は小さくできる。その為に、体内に挿入する赤外
光ファイバの材料としては降伏応力の大きなものを使う
必要がある。
ータは、赤外光ファイバの径と降伏応力があり、径は小
さい程、降伏応力は大きい程、赤外光ファイバの許容曲
げ半径は小さくできる。その為に、体内に挿入する赤外
光ファイバの材料としては降伏応力の大きなものを使う
必要がある。
ここで用いるレーザ光源として、Nd-YAGレーザ（λ＝1.
06μｍ）や、CO2レーザ（λ＝10.6μｍ）が挙げられる
が、Nd-YAGレーザは、人体の主成分である水に対して透
過性を示す為に、目的照射部位より奥の正常部を損傷す
る可能性があり、内視鏡下の治療には向いていない。CO
2レーザ光を伝送する赤外ファイバ材料として、ハロゲ
ン化タリウムやハロゲン化銀があるがハロゲン化タリウ
ムは毒性がある為に体内に使用する事は好ましくない。
ハロゲン化銀の赤外光ファイバとして特開昭58-80602号
公報にあるように、AgClにAgBrを、またはAgBrにAgClを
0.01重量％−10重量％添加する材料が明記してある。
06μｍ）や、CO2レーザ（λ＝10.6μｍ）が挙げられる
が、Nd-YAGレーザは、人体の主成分である水に対して透
過性を示す為に、目的照射部位より奥の正常部を損傷す
る可能性があり、内視鏡下の治療には向いていない。CO
2レーザ光を伝送する赤外ファイバ材料として、ハロゲ
ン化タリウムやハロゲン化銀があるがハロゲン化タリウ
ムは毒性がある為に体内に使用する事は好ましくない。
ハロゲン化銀の赤外光ファイバとして特開昭58-80602号
公報にあるように、AgClにAgBrを、またはAgBrにAgClを
0.01重量％−10重量％添加する材料が明記してある。
発明が解決しようとする課題 この0.01重量％−10重量％添加光学材料で作成した光フ
ァイバは、破断応力・破断伸び・降伏応力が大きく、こ
の組成で直径0.5mmの赤外光ファイバを作成した所、確
かに5mm程度の円筒に巻つけても折れる事はないが、す
でに塑性変形していて、出射特性が劣化する事が確認で
きた。これは、この領域の降伏応力が１−1.5［kg/m
m2］程度であることによる。
ァイバは、破断応力・破断伸び・降伏応力が大きく、こ
の組成で直径0.5mmの赤外光ファイバを作成した所、確
かに5mm程度の円筒に巻つけても折れる事はないが、す
でに塑性変形していて、出射特性が劣化する事が確認で
きた。これは、この領域の降伏応力が１−1.5［kg/m
m2］程度であることによる。
本発明は上記問題点に鑑み、塑性変形が起しにくい多結
晶赤外光ファイバを提供せんとするものである。
晶赤外光ファイバを提供せんとするものである。
課題を解決する為の手段 本発明は上記従来の問題点を解決するもので、塩化銀
（AgCl）と臭化銀（AgBr）の組成比率が、AgCl30重量％
〜70重量％であり、AgBr70重量％〜30重量％であって、
前記組成比の単結晶材料を5ton/cm2〜10ton/cm2の押し
出し圧力、かつ180〜260度Ｃの押し出し温度の条件の熱
間押し出し加工で多結晶化された多結晶赤外光ファイバ
である。
（AgCl）と臭化銀（AgBr）の組成比率が、AgCl30重量％
〜70重量％であり、AgBr70重量％〜30重量％であって、
前記組成比の単結晶材料を5ton/cm2〜10ton/cm2の押し
出し圧力、かつ180〜260度Ｃの押し出し温度の条件の熱
間押し出し加工で多結晶化された多結晶赤外光ファイバ
である。
また、本発明の多結晶赤外光ファイバ（以下単に赤外光
ファイバという）の製造方法は、組成比が塩化銀（AgC
l）30重量％〜70重量％であり、臭化銀（AgBr）70重量
％〜30重量％である塩化臭化銀の単結晶を、押し出し圧
力が5ton/cm2〜10ton/cm2で、かつ押し出し温度が180〜
260度Ｃで熱間押し出しすることにより多結晶ファイバ
化するものである。
ファイバという）の製造方法は、組成比が塩化銀（AgC
l）30重量％〜70重量％であり、臭化銀（AgBr）70重量
％〜30重量％である塩化臭化銀の単結晶を、押し出し圧
力が5ton/cm2〜10ton/cm2で、かつ押し出し温度が180〜
260度Ｃで熱間押し出しすることにより多結晶ファイバ
化するものである。
作用 本発明は上記した構成により、ファイバが塑性変形を起
こしにくくなり、ファイバの曲げによる出射特性の劣化
の少ないファイバが得られる。
こしにくくなり、ファイバの曲げによる出射特性の劣化
の少ないファイバが得られる。
実施例 本発明の赤外光ファイバの製作方法及びその諸特性につ
いて図面を用いて詳細な説明を行なう。
いて図面を用いて詳細な説明を行なう。
AgClとAgBrを1mol比（AgBr57重量％:AgCl43重量％）で
調合し、ブリッジマン法により、混晶を作成する。その
後、第１図に示す押出し装置により、赤外光ファイバ１
が製作される。プリフォーム２は、前記混晶を約φ8mm
の円筒にした母結晶である。３は加圧用ラム、４はファ
イバ径を決定するノズルで、今回は、φ0.5mmのものを
用いた。５は、プリフォームを収納するコンテナ、６
は、コンテナ５を加熱コントロールするヒータである。
調合し、ブリッジマン法により、混晶を作成する。その
後、第１図に示す押出し装置により、赤外光ファイバ１
が製作される。プリフォーム２は、前記混晶を約φ8mm
の円筒にした母結晶である。３は加圧用ラム、４はファ
イバ径を決定するノズルで、今回は、φ0.5mmのものを
用いた。５は、プリフォームを収納するコンテナ、６
は、コンテナ５を加熱コントロールするヒータである。
次に、赤外光ファイバの押出し手順について説明する。
押出し温度を180℃−260℃に設定し、温度が一定した後
に、油圧プレスにより5ton/cm2〜10ton/cm2の圧力をプ
リフォーム２に加え、赤外光ファイバ１を製作する。今
回使用したノズル４の直径はφ0.5mmであるが、φ0.1mm
〜1.0mmの任意のノズルを使用すれば、他の大きさの赤
外光ファイバを得る事が出来る。
押出し温度を180℃−260℃に設定し、温度が一定した後
に、油圧プレスにより5ton/cm2〜10ton/cm2の圧力をプ
リフォーム２に加え、赤外光ファイバ１を製作する。今
回使用したノズル４の直径はφ0.5mmであるが、φ0.1mm
〜1.0mmの任意のノズルを使用すれば、他の大きさの赤
外光ファイバを得る事が出来る。
第２図は、AgCl-AgBr混晶中のAgBr濃度（重量％）に対
する降伏応力・破断応力・破断伸びを示したものであ
る。中心部に従って降伏応力と破断応力は大きいくなる
が、破断伸びは小さくなる。赤外光ファイバの限界曲げ
半径は、この中で主に破断伸びに依存し、特開昭58-806
02号公報に示されているように0.01重量％−10重量％、
90重量％−99.99重量％が、限界曲げ半径の点から見る
と、最適な組成比と考えられる。ところが、赤外光ファ
イバ１の出射特性から見ると、出射特性の劣化は塑性変
形が起こった瞬間から始まるので、曲げと塑性変形の関
係から、降伏応力が大きな中央部の方が、最適な組成比
である事がわかる。
する降伏応力・破断応力・破断伸びを示したものであ
る。中心部に従って降伏応力と破断応力は大きいくなる
が、破断伸びは小さくなる。赤外光ファイバの限界曲げ
半径は、この中で主に破断伸びに依存し、特開昭58-806
02号公報に示されているように0.01重量％−10重量％、
90重量％−99.99重量％が、限界曲げ半径の点から見る
と、最適な組成比と考えられる。ところが、赤外光ファ
イバ１の出射特性から見ると、出射特性の劣化は塑性変
形が起こった瞬間から始まるので、曲げと塑性変形の関
係から、降伏応力が大きな中央部の方が、最適な組成比
である事がわかる。
第３図は、赤外光ファイバ１の出射特性を示したもので
ある。横軸は赤外光ファイバからのレーザ光の出射角度
（全角）、縦軸は光強度である。製作した赤外光ファイ
バ１（長さ1.5m、φ0.5mm、1mol比）に曲げ半径Ｒ＞5c
m、また、Ｒ＜1cmの屈曲試験を行なった出射特性を示
す。
ある。横軸は赤外光ファイバからのレーザ光の出射角度
（全角）、縦軸は光強度である。製作した赤外光ファイ
バ１（長さ1.5m、φ0.5mm、1mol比）に曲げ半径Ｒ＞5c
m、また、Ｒ＜1cmの屈曲試験を行なった出射特性を示
す。
図の様に、弾性変形内であるＲ＞5cmのものは出射特性
は初期出射角度13度（90％down）そのままであるが、塑
性変形してしまったＲ＜1cmのものは出射角度30度と出
射特性の劣化が生じた。内視鏡のチャンネル内の細径ケ
ーブルの赤外光ファイバを覆う空間はφ1.5mm程度と小
空間であるので、この出射角度30度にもなる赤外光ファ
イバを使用した場合には、使用するレンズのｆ値やワー
キングディスタンスや先端の発熱の防止などの設計が困
難である。すなわち、体内に挿入型の赤外光ファイバは
出射特性がもっとも重要視されるべきである。
は初期出射角度13度（90％down）そのままであるが、塑
性変形してしまったＲ＜1cmのものは出射角度30度と出
射特性の劣化が生じた。内視鏡のチャンネル内の細径ケ
ーブルの赤外光ファイバを覆う空間はφ1.5mm程度と小
空間であるので、この出射角度30度にもなる赤外光ファ
イバを使用した場合には、使用するレンズのｆ値やワー
キングディスタンスや先端の発熱の防止などの設計が困
難である。すなわち、体内に挿入型の赤外光ファイバは
出射特性がもっとも重要視されるべきである。
これらの事から、塑性変形が起こる曲率半径が小さい、
すなわち、第２図に示す様に降伏応力の大きな中央部で
あるAgCl-AgBrの濃度30重量％〜70重量％が、体内に使
用する赤外光ファイバとして最適である。また、今まで
の説明は主に曲げによる出射角の劣化について説明して
来たが、赤外光ファイバの押出し時にかかる赤外光ファ
イバへの応力に対しても同様に出射角の劣化や伝送効率
の劣化が生じるので、降伏応力の大きなAgCl-AgBrの濃
度30重量％〜70重量％の領域において、もっとも最適な
赤外光ファイバが得られる。
すなわち、第２図に示す様に降伏応力の大きな中央部で
あるAgCl-AgBrの濃度30重量％〜70重量％が、体内に使
用する赤外光ファイバとして最適である。また、今まで
の説明は主に曲げによる出射角の劣化について説明して
来たが、赤外光ファイバの押出し時にかかる赤外光ファ
イバへの応力に対しても同様に出射角の劣化や伝送効率
の劣化が生じるので、降伏応力の大きなAgCl-AgBrの濃
度30重量％〜70重量％の領域において、もっとも最適な
赤外光ファイバが得られる。
発明の効果 以上説明したように、降伏応力の大きなAgCl-AgBrの濃
度30重量％〜70重量％の赤外材料を用いて製作すると、
レーザ光の出射特性の良好な赤外光ファイバが得られ、
特に、屈曲に対して特性劣化の少ないものが得られる。
度30重量％〜70重量％の赤外材料を用いて製作すると、
レーザ光の出射特性の良好な赤外光ファイバが得られ、
特に、屈曲に対して特性劣化の少ないものが得られる。
第１図は本発明の一実施例における赤外光ファイバの押
出方法を基礎化する押出し装置略断面図、第２図はAgCl
-AgBr混晶中のAgBr濃度（重量％）に対する降伏応力・
破断応力・破断伸びを示す特性図、第３図は本発明の一
実施例における赤外光ファイバのレーザ光の出射特性図
である。 １……赤外光ファイバ、２……プリフォーム。
出方法を基礎化する押出し装置略断面図、第２図はAgCl
-AgBr混晶中のAgBr濃度（重量％）に対する降伏応力・
破断応力・破断伸びを示す特性図、第３図は本発明の一
実施例における赤外光ファイバのレーザ光の出射特性図
である。 １……赤外光ファイバ、２……プリフォーム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大嶋 希代子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 池戸 才 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−5004（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−45154（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】塩化銀（AgCl）と臭化銀（AgBr）の組成比
が、AgCl30重量％〜70重量％であり、AgBr70重量％〜30
重量％であって、前記組成比の単結晶材料を、5ton/cm2
〜10ton/cm2の押し出し圧力、かつ180〜260度Ｃの押し
出し温度の条件の熱間押し出し加工で多結晶化された多
結晶赤外光ファイバ。 - 【請求項２】多結晶光ファイバから出射される光の出射
角度（全出射光量の90％を含む全角度）は、30度より小
さいことを特徴とする請求項１記載の多結晶赤外光ファ
イバ。 - 【請求項３】組成比が塩化銀（AgCl）30重量％〜70重量
％であり、臭化銀（AgBr）70重量％〜30重量％である塩
化臭化銀の単結晶を、押し出し圧力が5ton/cm2〜10ton/
cm2で、かつ押し出し温度が180〜260度Ｃで熱間押し出
しすることにより多結晶ファイバ化する多結晶赤外光フ
ァイバの製造方法。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63034208A JPH01209406A (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 赤外光ファイバーの製造方法 |
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