JPS61267014A - Cryogenic fiber scope - Google Patents

Cryogenic fiber scope

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JPS61267014A
JPS61267014A JP10872185A JP10872185A JPS61267014A JP S61267014 A JPS61267014 A JP S61267014A JP 10872185 A JP10872185 A JP 10872185A JP 10872185 A JP10872185 A JP 10872185A JP S61267014 A JPS61267014 A JP S61267014A
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Japan
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objective
cryogenic
optical
objectives
objective lens
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JP10872185A
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Minoru Tanaka
実 田中
Eiji Fukushima
福島 英二
Kazuo Sanada
和夫 真田
Sadao Chigira
定雄 千吉良
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Fujikura Ltd
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Toshiba Corp
Fujikura Ltd
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Abstract

PURPOSE:To prevent water from being frozen and condensed by providing an optical lens barrel which supports objectives with a means which makes a communication between the inside and outside of the optical lens barrel supports objectives. CONSTITUTION:The optical lens barrel 20 is formed merely in a cylindrical shape and plural through holes 23-26 are formed in its peripheral wall at the position between the end surface of an image guide 19 and the objective 21, and the objective 21 and objective 22, and a position under the objective 22. Consequently, either air nor vapor is present at the peripheries of the objectives 21 and 22 and freezing and dew condensation on the end surface 17a of the optical fiber bundle 17 and surfaces of the objectives 21 and 22 which easily occur when the fiber scope is cooled to extremely low temperature are not caused at all.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、極低温用ファイバースコープに係り。[Detailed description of the invention] [Technical field of invention] The present invention relates to a cryogenic fiberscope.

特に、ファイバー束の端面、対物レンズの表面等への凝
結や結露を防止できるようにした極低温用ファイバース
コープに関する。
In particular, the present invention relates to a cryogenic fiberscope that can prevent condensation or dew condensation on the end face of a fiber bundle, the surface of an objective lens, etc.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

液化天然ガス、液化プロパンガス、液体窒素。 Liquefied natural gas, liquefied propane gas, liquid nitrogen.

液体ヘリウムなどを扱う極低温IIi設を建設するとき
には、これらの施設を構築する材料の極低温下における
振舞いを実験によって確認する必要がある。このような
実験の中で、極低温に保たれている材料の状態を目で観
察することも重要である。
When constructing cryogenic IIi facilities that handle liquid helium, etc., it is necessary to confirm through experiments the behavior of the materials used to construct these facilities at extremely low temperatures. During such experiments, it is also important to visually observe the state of materials kept at extremely low temperatures.

材料を極低温に保持するには、一般的には、前述した極
低濃液体中に材料を浸漬する方式が最も簡単である。こ
のような方式を採用した場合には。
Generally, the easiest way to maintain materials at extremely low temperatures is to immerse them in the extremely low concentration liquid described above. If such a method is adopted.

試料を直接肉眼で観察することはできない。そこで、フ
ァイバースコープを用いて観察することが考えられる。
The sample cannot be observed directly with the naked eye. Therefore, it may be possible to observe using a fiberscope.

しかしながら、常温用のファイバ:スコープを用いた場
合には、ファイバー束の端面、光学窓および対物レンズ
の表面に凝結や結露が生じ、良好な観察ができない問題
があった。
However, when a normal temperature fiberscope is used, condensation or dew condensation occurs on the end face of the fiber bundle, the optical window, and the surface of the objective lens, making it difficult to observe well.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、ファイバー束の端面、対物レン
ズの表面等への凝結や結露の発生を防止でき、もって極
低温に保持されている物質の状態を良好に観察できる極
低温用ファイバースコープを提供することにある。
The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to prevent condensation and dew condensation on the end face of the fiber bundle, the surface of the objective lens, etc. An object of the present invention is to provide a fiberscope for cryogenic use that allows good observation of the state of substances in the environment.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明によれば、対物レンズを支持する光学鏡筒に、上
記光学鏡筒の内部と外部とを通じさせる手段を設けた極
低温用ファイバースコープが提供される。さらに詳しく
述べると、上述した手段は光学鏡筒に形成された孔によ
って実現されている。
According to the present invention, there is provided a cryogenic fiber scope in which an optical barrel supporting an objective lens is provided with means for communicating the inside and outside of the optical barrel. More specifically, the above-mentioned means are realized by holes formed in the optical barrel.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、対物レンズの位置している空間が外部
に通じている。したがって、たとえ上記空間に空気や水
蒸気が存在していても、対物レンズを極低温液体中に差
し込んだ時点で、これら空気や水蒸気は光学鏡筒内に流
れ込んだ極低温液体によって全て外部へと押し出される
。対物レンズの表面に生じる凝結や結露は9通常、対物
レンズが位置している空間に存在する空気や水蒸気によ
って起こる。しかし1本発明では上記空間に存在してい
た空気や水蒸気が除去されるので上述した凝結や結露は
生じない。したがって、良好な観察の実現に寄与するこ
とができる。
According to the invention, the space in which the objective lens is located communicates with the outside. Therefore, even if air or water vapor exists in the above space, as soon as the objective lens is inserted into the cryogenic liquid, all of this air and water vapor will be pushed out by the cryogenic liquid that has flowed into the optical barrel. It will be done. Condensation or dew condensation on the surface of an objective lens is usually caused by air or water vapor present in the space in which the objective lens is located. However, in the present invention, the air and water vapor existing in the space are removed, so the above-mentioned condensation and dew condensation do not occur. Therefore, it can contribute to realizing good observation.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下1本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は9本発明の一実施例に係る極低温用ファイバー
スコープを用いて極低温に保たれている試料を観察して
いるときの模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram when a sample kept at a cryogenic temperature is observed using a cryogenic fiberscope according to an embodiment of the present invention.

すなわち1図中1は内部に極低温液体である液体ヘリウ
ムHを収容してなるクライオスタットを示し、2はクラ
イオスタット1内に収容された試料を示している。
That is, in FIG. 1, numeral 1 indicates a cryostat containing liquid helium H, which is a cryogenic liquid, and numeral 2 indicates a sample accommodated within the cryostat 1.

しかして、クライオスタット1の上壁を通して本発明に
係る極低温用ファイバースコープ11が設置されている
。この極低温用ファイバースコープ11は大きく別けて
、試料2に向けて光を照射する照明系12と、試料2の
像を伝送する像伝送系13とで構成されている。
A cryogenic fiberscope 11 according to the present invention is installed through the upper wall of the cryostat 1. The cryogenic fiber scope 11 is broadly divided into an illumination system 12 that irradiates light toward the sample 2, and an image transmission system 13 that transmits an image of the sample 2.

照明系12は、光?l114から出た光をフィルター1
5に導き、このフィルター15で赤外線をカットし、こ
の赤外線のカットされた光をライトガイド16の一端に
導入している。ライトガイド16の他端側は、クライオ
スタット1の土壁を通して試料2の近傍まで延びており
、導入された光を試料2の上面に向けて照射するように
配置されている。一方、像伝送系13は、具体的には第
2図に示すように構成されている。すなわち、オプティ
カルファイバー束17と、このオプティカルファイバー
束17を覆う可撓性の被覆管18とからなるイメージガ
イド19の一端部に光学鏡筒20を同軸的に接続してい
る。光学鏡筒20内には、たとえば二段構成に対物レン
ズ21.22が配置されており、これら対物レンズ21
.22の周縁部は光学鏡筒20の内周面に対して極低温
下においても機能の低下しない接着剤あるいは機械的手
段等によって固定されている。
Is lighting system 12 light? Filter 1 for the light emitted from l114
5, the infrared rays are cut by this filter 15, and this infrared rays cut light is introduced into one end of a light guide 16. The other end of the light guide 16 extends through the earthen wall of the cryostat 1 to the vicinity of the sample 2, and is arranged so as to irradiate the upper surface of the sample 2 with the introduced light. On the other hand, the image transmission system 13 is specifically constructed as shown in FIG. That is, an optical lens barrel 20 is coaxially connected to one end of an image guide 19 consisting of an optical fiber bundle 17 and a flexible cladding tube 18 that covers the optical fiber bundle 17. In the optical barrel 20, objective lenses 21 and 22 are arranged, for example, in a two-stage configuration.
.. The peripheral edge of the optical lens barrel 22 is fixed to the inner peripheral surface of the optical lens barrel 20 using an adhesive or mechanical means that does not deteriorate in function even at extremely low temperatures.

光学鏡筒20は、単なる筒状に形成されており。The optical lens barrel 20 is formed into a simple cylindrical shape.

その周壁でイメージガイド19の端面と対物レンズ21
との間に位置する部分、対物レンズ21と対物レンズ2
2との間に位置する部分および対物レンズ22より図中
下方に位置する部分に透孔23.24.2!5’、26
がそれぞれ周方向に亙って複数個ずつ設けられている。
The end surface of the image guide 19 and the objective lens 21 are connected to the peripheral wall thereof.
The part located between the objective lens 21 and the objective lens 2
Through-holes 23, 24, 2! 5', 26 are provided in the portion located between the objective lens 22 and the portion located below the objective lens 22 in the figure.
A plurality of each are provided along the circumferential direction.

また、イメージガイド19の他端には第1図に示すよう
に接眼レンズ27が取り付けられている。このように構
成された像伝送系13は、第1図に示すように光学鏡筒
20側がクライオスタット1内に差込まれ、その対物レ
ンズ22が試料2の上面に近接するように配置されてい
る。
Further, an eyepiece lens 27 is attached to the other end of the image guide 19, as shown in FIG. In the image transmission system 13 configured in this way, the optical barrel 20 side is inserted into the cryostat 1, as shown in FIG. 1, and the objective lens 22 is arranged so as to be close to the upper surface of the sample 2. .

上記のように構成された極低温用ファイバースコープを
用いてクライオスタット1内に収容されている試料2を
観察するには次のようにする。まず、クライオスタット
1内に試料2を配置し、続いて照明系12および像伝送
系13を第1図に示すように配置する。次に、配管28
を真空ポンプに接続しクライオスタット1内を排気する
。排気が終了した時点で、配管29を通して、まずヘリ
ウムガスを導入し、続いて液体ヘリウウムHをクライオ
スタット1内に所定レベルまで導入する。
The following procedure is used to observe the sample 2 housed in the cryostat 1 using the cryogenic fiberscope configured as described above. First, the sample 2 is placed in the cryostat 1, and then the illumination system 12 and image transmission system 13 are placed as shown in FIG. Next, the piping 28
Connect it to a vacuum pump and evacuate the inside of the cryostat 1. When the evacuation is completed, helium gas is first introduced through the pipe 29, and then liquid helium H is introduced into the cryostat 1 to a predetermined level.

このように、液体ヘリウムHがクライオスタット1内に
導入されると、液体ヘリウムの一部が光学鏡筒20の壁
に設けられた透孔23.24.25゜26を介して光学
鏡筒’20内に流れ込み最終的に内部に充満した状態と
なる。このため、光学鏡筒20内に存在している空気や
水蒸気は強制的に光学鏡筒20外へと押し出される。そ
して、液体ヘリウムHが所定レベルに達した時点で液体
ヘリウムの供給を停止し、続いて配管28を通してクラ
イオスタット1内をある値まで減圧する。この減圧によ
って対物レンズ21.22の表面等に付着している気泡
が除去される。そして、気泡を除去した後、ヘリウムガ
スを導入して圧力を1気圧に戻す。
In this way, when liquid helium H is introduced into the cryostat 1, a portion of the liquid helium passes through the through holes 23, 24, 25° 26 provided in the wall of the optical lens barrel 20, and enters the optical lens barrel '20. It flows into the interior and eventually becomes full. Therefore, air and water vapor existing within the optical barrel 20 are forced out of the optical barrel 20. Then, when the liquid helium H reaches a predetermined level, the supply of liquid helium is stopped, and then the pressure inside the cryostat 1 is reduced to a certain value through the pipe 28. This reduced pressure removes air bubbles attached to the surfaces of the objective lenses 21, 22, etc. After removing the bubbles, helium gas is introduced to return the pressure to 1 atmosphere.

このような操作が終了した時点で、光源14を点灯させ
、接眼レンズ27を通して試料2を観察することによっ
て、試料2の極低温下における振舞いを視認することが
できる。
When such operations are completed, by turning on the light source 14 and observing the sample 2 through the eyepiece 27, the behavior of the sample 2 at extremely low temperatures can be visually confirmed.

この場合、光学鏡lm20内、つまり対物レンズ21.
22の周辺には空気や水蒸気が存在していないので、こ
れらが極低温に冷却されたときに起り易いオプティカル
ファイバー束17の端面17a、対物レンズ21.22
の表面への凝結や結露は全く起こらない。したがって、
試料2を良好に観察することができ、結局、前述した効
果が発揮される。上述した説明から明らかなように。
In this case, the inside of the optical mirror lm20, that is, the objective lens 21.
Since there is no air or water vapor around the optical fiber bundle 17, the end face 17a of the optical fiber bundle 17 and the objective lens 21.
No condensation or condensation occurs on the surface. therefore,
Sample 2 can be observed well, and the above-mentioned effects can be achieved after all. As is clear from the above explanation.

この極低温用ファイバースコープを実際に使用している
ときには、オプティカルファイバー束17の端面と対物
レンズ21との間、対物レンズ21と対物レンズ22と
の間に液体ヘリウム層が介在していることになる。した
がって、各部間に介在する液体ヘリウム層の屈折率を考
慮に入れて各部の寸法を設定する必要があることは勿論
である。
When this cryogenic fiberscope is actually used, a liquid helium layer is interposed between the end face of the optical fiber bundle 17 and the objective lens 21 and between the objective lens 21 and the objective lens 22. Become. Therefore, it is of course necessary to set the dimensions of each part taking into consideration the refractive index of the liquid helium layer interposed between the parts.

なお2本発明は上記実施例に限定されるものではない。Note that the present invention is not limited to the above embodiments.

たとえば対物レンズの数は実施例の数に限定されるもの
ではない。その他9本発明の要旨を逸脱しない範囲で変
形できることは勿論である。
For example, the number of objective lenses is not limited to the number in the embodiment. Other 9 It goes without saying that modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例に係る極低温用ファイバース
コープを実際に設置したときの模式図。 第2図は同極低温用ファイバースコープの要部縦断面図
である。 1・・・クライオスタット、2・・・試料、12・・・
照明系。 13、・・・像伝送系、14・・・光源、15・・・フ
ィルター、16・・・ライトガイド、19・・・イメー
ジガイド。 20・・・光学鏡筒、21.22・・・対物レンズ、2
3゜24.25.26・・・孔、27・・・接眼レンズ
、H・・・液体ヘリウム。
FIG. 1 is a schematic diagram when a cryogenic fiberscope according to an embodiment of the present invention is actually installed. FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of the essential parts of the cryogenic fiberscope. 1... Cryostat, 2... Sample, 12...
Lighting system. 13... Image transmission system, 14... Light source, 15... Filter, 16... Light guide, 19... Image guide. 20... Optical lens barrel, 21.22... Objective lens, 2
3゜24.25.26...hole, 27...eyepiece, H...liquid helium.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)対物レンズを支持する光学鏡筒に、上記光学鏡筒
の内部と外部とを通じさせる手段を設けてなることを特
徴とする極低温用ファイバースコープ。
(1) A fiberscope for cryogenic use, characterized in that an optical barrel that supports an objective lens is provided with means for communicating the inside and outside of the optical barrel.
(2)前記内部と外部とを通じさせる手段は、前記光学
鏡筒に形成された孔であることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の極低温用ファイバースコープ。
(2) The cryogenic fiberscope according to claim 1, wherein the means for communicating between the inside and the outside is a hole formed in the optical lens barrel.
JP10872185A 1984-07-31 1985-05-21 Cryogenic fiber scope Granted JPS61267014A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10872185A JPS61267014A (en) 1985-05-21 1985-05-21 Cryogenic fiber scope
US06/758,402 US4707075A (en) 1984-07-31 1985-07-24 Very-low-temperature fiberscope
DE8585305396T DE3565724D1 (en) 1984-07-31 1985-07-29 Very-low-temperature fiberscope
EP85305396A EP0170513B1 (en) 1984-07-31 1985-07-29 Very-low-temperature fiberscope

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JPH0453287B2 JPH0453287B2 (en) 1992-08-26

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