KR100449930B1 - 광섬유용광확산디바이스,광섬유의제조및사용방법,및광섬유로부터의광을확산시키기위한장치 - Google Patents

광섬유용광확산디바이스,광섬유의제조및사용방법,및광섬유로부터의광을확산시키기위한장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 확산 팁은 팁의 축에 대해 팁의 길이를 따라 방사상의 분포패턴으로 광섬유의 발광 단부로부터의 광을 확산시키기 위한 확산 팁을 제공한다. 팁은 광가이드를 규정하는 내부코어와 외부커버링을 갖는다. 외부커버링은 광가이드 아래로 전달된 광이 내표면의 표면 변형부와 마주칠 때 코어로부터 제거되도록 코어에 인접한 내표면상에서 변형된다. 그렇게 제거된 광은 선택된 물체 또는 물질을 조사하기 위해 사용될 경우에 팁의 길이를 따라 외표면으로 전달된다. 확산 팁은 선택된 물체 또는 물질의 실질적으로 일정한 조사를 위해 실질적으로 일정한 세기의 분포로 광을 제공하는 것이 바람직하다.

Description

광섬유용 광확산 디바이스, 광섬유의 제조 및 사용방법, 및 광섬유로부터의 광을 확산시키기 위한 장치
발명의 배경
본 발명은 광섬유의 발광 단부로부터의 광을 이에 의해 조명되거나 가열되거나 또는 조사될 대상물에 확산시키기 위해 광섬유와 사용되는 디바이스에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 팁의 축에 대해 그리고 팁의 길이에 따라서 방사 분포 패턴으로 광섬유로부터 광을 확산시키기에 유용한 광섬유용 팁에 관한 것이다.
광섬유로부터 광 에너지를 원통형 분포로 얻기 위해 개발된 몇 가지 방법이 있다. 그런 방법 중 하나는 광섬유 코어와 외부 투명 클래딩(cladding) 사이의 굴절률의 비를 선택하여 코어내의 내부반사가 실질적으로 총반사보다 적게 하는 것을 포함한다. 이렇게 얻어진 섬유는 내부반사 전달기(transmitter)라기보다는 방사기이고, 따라서 광이 코어로부터 투명 클래딩을 통하여 외향으로 방사되도록 한다. 그러나, 이러한 방법에 의해 제조된 섬유는 일정하게 방사되는 물질에서 물질의 처리와 같은 다양한 적용에 바람직한 일정한 출력세기 분포를 제공하는데 실패했다.
광을 원통형 분포로 얻기 위해 개발된 또 다른 방법은 코어를 산(acid) 에칭하는 것과 같이 코어의 외표면을 텍스쳐링하여 그라운드 글래스 효과(ground glass effect)를 생성하며, 코어의 외표면에 가깝게 또는 클래딩을 통하여 광산란 미립자를 매설시키고, 광섬유의 이들 변경을 조합하는 것을 포함한다. 그러나, 이러한 변경들은 종종 섬유를 약하게 하여 파손에 저항성이 있는 플렉시블 섬유가 요구되는 응용들 같은 다양한 응용들에서 섬유의 유용성을 제한시킨다.
1993. 12. 14일에 도이론(Doiron)등에게 허여된 미국 특허 제5,296,777호에는 섬유의 코어에 인접한 실리콘 코어, 내부에 확산된 산란기를 갖는 실리콘으로 이루어진 외곽층 및 플라스틱 튜브로 이루어진 외부 클래딩을 포함하는 광섬유용 팁이 기술되어 있다. 이러한 팁 구조에서 광섬유로부터의 광이 팁의 실리콘 코어와 만날 때, 광은 실리콘 코어내로 안내되기보다는 확산되고, 그 결과 산란층을 향하여 확산되어 들어가는 광은 외부 클래딩으로 나가기 전에 더 확산된다. 산란층은 팁에 의해 확산된 광의 소정세기 분포를 얻기 위해 내부에 매설된 산란기의 구성과 농도에 따라 변형된다. 그러나, 광이 팁의 코어에서 뿐만 아니라 산란층에서도 확산되기 때문에 산란층의 변형은 팁에 의해 확산된 광의 세기 분포 프로파일을 제어하기 부적절한 수단이다.
본 발명의 주요 목적은 대상물을 조명하거나, 가열하거나 또는 조사하기에 유용한 팁의 길이에 따라 표면상에 광을 제공하는 광섬유용 광확산 팁을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 대상물에 광확산 팁을 삽입하여 대상물을 조명하거나, 가열하거나 또는 조사하기에 충분한 팁의 길이를 따라 및 그 표면상에 광을 제공하는 방법과 같은 이러한 광확산 팁을 사용하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 그러한 광확산 팁을 통합하는 장치 및 그러한 팁을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
발명의 요약
본 발명의 제 1 특징을 간단하고 일반적으로 설명하면, 광섬유에는 섬유의 발광 단부에 광확산 팁이 제공된다. 광확산 팁은 광섬유의 단부와 접촉하는 코어에 내부 광전달 물질을 갖는다. 팁은 또한 코어를 원주 방향으로 둘러싸는 외부 광전달 물질을 갖는다. 코어 물질과 외부 물질은 그들 각각의 광특성에 의거하여 선택되므로 그들이 함께 섬유의 단부로부터 팁으로 전달된 광의 광가이드를 규정한다.
팁이 단순히 광가이드였을 경우에, 팁에 들어가는 광선은 그 말단부에서 코어로 나갈 때까지 팁의 코어내에 규정된다. 그러나, 본 발명에서 팁의 외부 물질은 광가이드의 코어로부터 외표면으로 팁의 길이를 따라 광을 전달하기 위한 방법으로 처리된다.
특히, 외부 물질은 코어 물질에 인접한 그 내표면을 따라 변형, 예를 들면 거칠게 되거나 연마되므로, 변형된 표면과 마주치는 광가이드를 따라 이동하는 광은 팁의 외표면을 따라 방사적으로 확산된다. 바람직하게는, 외부 물질의 내표면은 광가이드를 따라 이동하는 광이 팁의 길이를 따라 실질적으로 일정한 세기 프로파일로 팁의 외표면에 확산되는 방식으로 변형된다.
본 발명에서, 외부 물질의 내표면은 팁의 길이를 따라 일정하게 연마될 수 있다. 대안적으로 외부 물질의 내표면은 팁의 길이를 따라서 그 말단부를 향해 증가적으로 연마될 수 있다. 증가적으로 연마된 내표면을 갖는 팁에서, 탭을 따라 약간의 거리로 코어내에 안내된 상태로 남아 있는 광선은 팁의 길이를 따라 떨어진 지점에서 팁의 외표면을 향해 방사상으로 광선을 확산시키기에 충분한 내표면상의 연마와 마주칠 수 있다. 이것은 팁의 전장에 걸쳐서 광선이 안내되고 팁의 말단부에 바람직하지 않은 열점(hot spot)을 형성할 가능성을 최소화시킨다.
본 발명의 또 다른 목적, 이점 및 특징은 하기의 첨부 도면을 참고로한 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
양호한 실시예의 상세한 설명
본 발명에 따른 광섬유로부터 광을 확산시키기 위한 장치(10)가 제 1 도에 개략적으로 도시되어 있다. 이 장치는 바람직하게는 레이저인 광원(12)을 포함한다. 이 광원(12)은 광원과 광섬유가 광학적으로 통하도록 광섬유(16)의 선단부(15)가 고정되는 연결부(14)를 갖는다.
장치(10)는 본 기술 분야에 공지된 방법에서 광원(12)과 광섬유 사이에서 상기 광통신을 제공하기 위해 형성될 수 있다. 바람직하게는, 이 장치는 에반스(Evans)등에 의해 본 발명과 동시에 출원된 미국 특허출원 제08/55l,009호의 "광섬유 방사 전달 시스템, 광섬유용 커넥터 시스템 및 그 사용 방법"에 기술되어 있으며, 그 전체 기술을 본 명세서에서 참조하였다.
장치(10)가 사용중일 때에, 광 에너지는 광원(12)으로부터 상술한 광학적 연통 구조를 거쳐서 광섬유(16)의 선단부(15)로 전달된다. 광 에너지는 광섬유(16)의 길이(생략되어 도시됨)를 따라 광전달 말단부(18)로 이동한다.
본 발명에 따르면, 확산 팁(20)이 팁의 길이를 따라 광섬유(16)의 말단부(18)에서 외표면으로 방사 방향으로 발광되는 광을 확산시키기 위하여 제공된다. 이 방법으로 확산된 광은 예를 들면 대상물을 조명하거나, 가열하거나 또는 조사하기 위하여 대상물(22)에 유용하게 가해질 수 있다. 대상물(22)은 확산 팁(20)이 삽입되는 고체물질로서 단면도로 도시되었지만, 대상물은 통상 조명하거나, 가열하거나 또는 조사할 수 있는 어떠한 형태의 각종 대상물일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들면, 대상물은 확산 팁으로부터의 열을 적용할시 다른 환형 구조물 둘레를 열 수축시키기 적당한 환형의 감온성 물질일 수 있다.
여기에서 더 기술되는 바와 같이, 확산 팁(20)은 그 외표면으로부터 길이를 따라 방사 방향으로 광을 전달하도록 설계된다. 특히, 확산 팁은 예를 들면 일정하고, 예측가능하며, 반복 가능한 결과를 얻기 위하여 대상물을 일정하게 조명하거나, 가열하거나 또는 조사(이하 조사라 함)하는 것이 바람직한 상태로 적용되는 것이 특히 유용하다. 또한, 확산 팁(20)은 안전이유 때문에 또는 다른 처리 요구를 만족시키기 위하여 대상물을 일정하게 조사하는 것이 필요한 적용에도 상당히 유용하다. 예를 들면, 대상물을 일정하게 조사하는 것이 바람직하며, 특히 열점 또는 팁 표면의 국소지역에 높은 세기 광 에너지의 바람직하지 않은 집중 및 대상물의 불균일한 조사 손상을 일으킬 가능성을 생기게 하는 바람직하지 않은 에너지의 불균일한 분포를 회피할 수 있다.
제 2도는 도면에서 플롯(plot)의 아래에 도시된 광확산 팁(20)의 길이(L)에 따라 전달된 광 세기의 설명적 플롯 또는 광속 밀도(Watts/㎠)를 도시한 것이다. 선(22)은 팁 길이의 조사 부분을 나타내고, 이것은 팁 길이(L)와 같거나 다른 길이일 수 있다. 바람직하게는, 조사 부분은 도시된 바와 같이 팁의 길이(L)를 따라 연장한다.
굵은 선(24)은 팁으로부터 팁의 길이를 따라 방사상으로 전달된 광 에너지의 바람직한 균일한 분포를 도시한 것이다. 통상 실선(26)은 하기에 더 설명되는 실시예에 따른 확산 팁의 광 세기 프로파일을 도시한 것이다. 제 2도에 도시된 바와 같이 확산 팁(20)은 적어도 팁길이(L)의 조사 부분(22)을 따라 방사상으로 전달된 광 에너지의 실질적으로 일정한 세기 프로파일을 제공한다.
광확산 팁(20)은 본 발명의 실시예에 따라 제 3도에 보다 상세히 도시되어 있다. 확산 팁(20)은 길이방향 축(A)을 따라 하기에 기술되는 L1과 L2와 같은 어떤 다양한 길이로도 연장되며 광섬유(16)의 말단부(18)와 동축이다. 팁(20)과 관련하여 하기에 사용되는 용어인 "선단" 및 "말단"이라는 용어는 광섬유(16)의 말단(18)에서 각각 가장 가까운 위치 및 가장 먼 위치를 말한다.
제 3도에 도시된 바와 같이 확산 팁(20)은 광섬유(16)의 말단(18)에 인접해서 그것을 둘러싸고 있다. 광섬유(16)는 통상 글래스로 구성된 코어(32), 클래딩(34) 및 자켓(36)을 갖는 등급 인덱스 섬유(graded-index fiber) 또는 스텝 인덱스 섬유(step-index fiber)와 같은 표준광섬유일 수 있다. 바람직하게는, 광섬유는 글래스 코어를 갖는 스텝 인덱스 섬유이다. 바람직하게는, 코어(32)는 약 1.45 내지 1.7 의 굴절율을 갖는다. 보다 바람직하게는, 코어(32)는 약 1.45의 굴절율을 갖는다.
광섬유의 말단부(18)에서 자켓(36)은 도시된 바와 같이 코어(32)를 노출하도록 섬유로부터 벗겨져 있는 것이 바람직하다. 클래딩(34)은 도시된 바와 같이 코어(32)를 노출하도록 섬유의 말단부로부터 벗겨지거나 또는 말단부(18)와 일치할 수 있다. 후자의 경우에 클래딩(34)은 작업온도에 저항성이 있는 물질로 이루어져야 한다.
확산 팁(20)은 중심코어(38)와 이 중심코어에 인접하여 그것을 원주방향으로 둘러싸는 외부커버링(40)으로 이루어진다. 도시된 바와 같이 중심코어(38)는 광섬유(16)의 말단(18)에 인접하여 그것을 원주방향으로 둘러싸고 있다. 따라서, 광이 말단(18)으로부터 방출될 때 광선은 확산 팁의 중심코어로 전달된다.
중심코어(38) 및 외부커버링 또는 슬리브(40)는 광전달 물질로 이루어지므로, 코어에 전달되는 광은 하기에 더 설명되는 바와 같이 커버링(40)의 외표면(44)에 전달될 수 있다. 이 물질들은 작업온도, 특히 약 0-250℃ 범위의 작업온도에 저항할 수 있도록 선택된다. 또한 코어와 커버링 물질은 광가이드를 생성하도록 선택되고, 커버링(40)의 내표면(46)은 광선을 코어(38)로 규정시킨다. 보다 상세하게는, 코어(38)와 커버링(40)의 물질들은 작업온도 범위 이상으로 광가이드를 규정하기 위해 그들의 다른 광특성에 기초하여 선택된다.
따라서, 확산 팁(20)은 기본적으로 광이 코어(38)의 길이 아래로 전달되는 안내 디바이스이다. 그러나, 팁은 광이 팁 길이(L)의 적어도 일부를 따라 제어되는 방법으로 안내 디바이스로부터 제거되거나 또는 방사상으로 분포되는 방법(하기에 기술됨)으로 변형된다. 제거되지 않는 광은 순차적으로 기술되는 바와 같이 제거되거나 더 전달되는 안내 디바이스 아래로 더 전달된다.
팁(20)의 안내 특징은 일반적으로 코어물질(38)의 굴절률이 커버링물질(40)의 굴절률보다 더 클 때 달성된다. 따라서, 코어와 커버링물질은 적어도 팁(20)의 방사부분(22)을 따라 코어물질(38)이 커버링물질(40)보다 더 큰 온도 범위에 걸쳐서 굴절율을 갖도록 선택되는 것이 바람직하다.
팁(20)의 안내 특성은 또한 팁의 집광력 또는 수집력을 나타내는 양(guantity), 즉 개구수(N.A.: numerical aperture)에 의해 특징될 수 있다. 개구수는 하기와 같이 규정된다:
여기에서, n1은 코어물질(38)의 굴절률이고, n2는 커버링 물질(40)의 굴절률이다. 그리고
N.A. = sinθ
여기에서, θ는 팁용의 수용 가능한 원추의 반각(공기중에서 팁의 외측을 측정했을 때)이고, 이것은 광선이 팁의 코어 아래로 전달 또는 총내부 반사를 위해 수용될 수 있는 팁(20)의 길이방향 축(A)에 대한 최대각이다. 따라서, 코어와 커버링 물질은 필요하다면 매우 많은 개구수를 갖는 팁이 얻어질 수 있도록 선택되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 작업온도 범위에서 코어 물질(38)은 약 1.4-1.8 범위의 굴절율을 가지며, 커버링 물질은 약 1.3-1.4 범위의 굴절율을 갖는다. 보다 바람직하게는, 코어물질(38)과 커버링 물질이 각각 작업온도 범위 이상인 약 1.5 및 1.35의 굴절율을 갖는다.
가장 바람직하게는, 코어 물질(38)은 광학적으로 투명한 실리콘이다. 실리콘의 굴절률은 온도가 증가할 때 감소하는, 매우 온도에 민감성이다.
커버링 물질(40)은 바람직하게는 테트라플루오로에틸렌(TFE), 플루오로화 에틸렌-프로필렌(FEP) 또는 퍼플루오로알콕시(PFA)와 같은 플루오로폴리머(불소중합체)로 이루어지고, 가장 바람직하게는 PFA로 이루어진다. 그러한 커버링 물질은 사우스 캐롤라이나, 오렌지버그에 소재하는 제우스 인더스트리얼 프로덕츠, 인코포레이티드(Zeus Industrial Products, Inc.)로부터 상업적으로 입수가능하다. 플루오로폴리머의 굴절률은 일반적으로 실리콘의 굴절률만큼 온도에 민감하지 않다.
또한, 커버링(40)은 BaSO4를 포함(impregnate)시킨 것이 바람직하다. BaSO4는 다수의 목적을 위해 유용하며, 예를 들면, 확산 팁의 광 세기 프로파일을 더 평활하게 하고, 팁(즉, 팁 삽입 목적을 위한)의 경도를 강화하며, 정지출력 결합률을 제공하고, 및/또는 방사선 불투과성 성질(즉, 시각적 목적을 위해)을 제공하는데 유용하다. 바람직하게는 커버링(40)은 BaSO4 미립자를 일정하게 농축하여 포함시키는 것이다.
상기한 바와 같이, 팁(20)이 기본적으로 안내 디바이스인 동안, 광이 제어되는 방식으로 코어(38)에서 팁의 외표면(44)으로 그리고 적어도 팁의 길이(L)를 따라 방사상으로 전달될 수 있도록 변형된다. 특히, 커버링(40)의 내표면(46)은 코어(38)로부터 내부적으로 반사하는 광의 어떤 량을 제거하는 방식으로 변형된다. 코어로부터 제거되는 광의 비율은 예를 들면, 작업온도 범위와 그 작동 온도범위에서의 코어(38)와 클래딩(40)의 굴절률, 광섬유(16)로부터 팁(20)으로 전달된 광의 각도분포, 광의 입사각(하기에 기술됨) 및 내표면(46)상의 표면 변형의 분포등 몇 가지 요인의 함수이다.
예시적으로, 제 10 도는 광섬유(도시되지 않음)의 말단부로부터 확산 팁(20)을 통과하는 화살표 70으로 도시된 광선의 진행을 개략적으로 도시한 것이다. 광선(70)은 입사각(θ')으로 중심코어(38)내로 진행하고, 이 입사각은 외부 커버링(40)의 내표면(46)에 수직인 선에 대해서 측정된다. 변형된 내표면(46)의 비교적 평탄한 부분에 접촉하면, 광선은 코어(38)내로 더 전파하기 위해 내부로 반사될 수 있다. 대안적으로, 변형된 내표면(46)의 충분한 표면 변형(74)에 적합할 시에, 광선은 팁(20)으로부터의 더 전달하기 위해 화살표 76으로 도시된 바와 같이 외부 커버링(40)으로 전파될 수 있다. 예를 들면, 표면 변형(74)은 코어(38)로부터와 외부 커버링(40)으로의 광선을 편향시키기 위해 충분한 치수 또는 각도 배향으로 이루어질 수 있다.
내표면(46)은 이러한 목적을 위해 다수의 방법으로 변형될 수 있는데 예를 들면, 제 3도에 도시된 바와 같이 거칠기, 텍스쳐링, 연마, 스크래치, 줄질(filed), 강판, 문지름, 노치화(notched), 에칭, 의도적인 흠 또는 특수한 형상, 몰딩 또는 그외에 불균일성의 날카롭거나 각진 표면(46)으로 형성된 것을 포함한다. 내표면(46)의 변형은 코어(38) 아래로 전달된 광선이 내표면(46)과 마주쳤을때, 상기 변형이 광선의 정상궤도를 변화시켜 광선이 확산 팁의 외표면(44)으로 전달하기 위해 코어를 벗어날 수 있도록 된다.
바람직하게는, 팁(20)은 제 2 도 및 제 5 도에 도시된 바와 같이 광이 팁으로부터와 그 길이를 따라 실질적으로 균일한 세기분포로 방사상으로 전달되도록 충분히 변형된 내표면(46)을 갖는다. 특히, 실질적으로 균일한 세기의 광은 제 5도에서 화살표(광선을 나타냄)로 도시된 바와 같이 방사상으로 전달되고 제 2 도에 도시된 바와 같이 적어도 팁의 길이(L)를 따라 전달된다. 따라서, 실질적으로 균일한 세기의 광은 확산 팁(20)의 외표면에 대해 원통형 분포패턴으로 전달된다.
본 발명에 따르면, 확산 팁(20)은 외표면(44)에 대해 미리 선택된 방향으로 광을 전달하기에 적합할 수 있다. 예를 들면, 미리 선택된 방향은 팁의 길이(L)에 따르거나 팁의 길이방향 축(A)에 대해서 방위각이다. 예로서, 커버링(40)의 내표면(44)은 광이 팁으로부터 방사상으로 전달되지만, 제 6도에 도시된 바와 같이 팁의 타측 또는 원주부(50)를 배제시키고 팁의 일측 또는 원주부의 일부(48)를 따라 전달되는 방법으로 변형될 수 있다. 제 4 도는 내표면(46)이 원주부의 일측 또는 일부(52)를 따라서만 비균일하게 변형되고, 나머지 부분(54)은 평탄하거나 변형되지 않은 형상을 도시한 것이다. 바람직하게는, 표면변형은 실질적으로 균일한 세기의 광이 제 2 도에 도시된 바와 같이 팁 길이(L)의 적어도 일부를 따라 제 6 도에서의 화살표(광선을 나타냄)로 도시된 바와 같이 팁의 일부(48)로부터 방사상으로 전달되도록 된 것이다.
광확산 팁(20)은 하기에 기술되는 다양한 형상 및 다양한 특징들의 조합을 가질 수 있다. 예를 들면, 팁(20)은 제 7 도에 도시된 바와 같이 중심코어(38)의 말단부에서 산란부(56)를 포함할 수 있다. 산란부(56)는 팁의 말단부에서 열점(hot spot)의 발생을 방지하는데 효과적이고, 코어(38)의 말단부에 도달한 광을 산란시켜 팁의 길이방향으로 더 아래로 전달되는 광의 양을 감소시킨다. 따라서, 산란부(56)는 광자의 콜렉터(collector; 수집체)로서 작동한다.
산란부(56)는 팁의 방사부(22)보다 길이에 있어서 훨씬 더 짧다. 예를 들면, 2cm의 길이인 팁에 대해서, 산란부는 2mm의 길이 일 수 있다. 산란부(56)는 상술한 방법으로 광을 산란시키기 적합한 산란물질로 이루어질 수 있고, 비교적 균질한 매체(60)에 확산된 미립자(58)를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 산란부(56)는 작업온도에서 광학적으로 그리고 화학적으로 불활성인, 광학적으로 깨끗한 산란물질로 이루어진다. 예를 들면, 산란물질은 산화알루미늄, 이산화티타늄 및 다이아몬드 분말로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 산란물질은 산화 알루미늄이고 보다 바람직하게는 산화 알루미늄 미립자를 포함한다. 가장 바람직하게는, 산란물질은 일정하게 확산되는 산화 알루미늄 미립자를 갖는 실리콘 매체를 포함한다.
하기에 기술되는 바와 같이 확산 팁(20)은 광이 제어된 방법으로 코어(38)로부터 방사상으로 전달되도록 변형된 내표면(46)을 갖는다. 제 3-6, 8 및 9도에서 변형된 내표면(46)은 코어(38)에 접촉하여 그 길이를 따라 표면 변형의 분포에 관하여 비교적 일정하게 도시되어 있다. 내표면(46)을 따른 비교적 일정한 표면 변형 분포는 예를 들면, 선단부에서 말단부까지 내표면을 일정하게 연마하므로서 얻어질 수 있다.
내표면(46)은 필요하다면 차별화된 방법으로 변형될 수 있다. 예를 들면, 커버링(40)의 내표면은 표면 변형의 분포가 제 7도에 도시된 바와 같이 내표면의 말단부의 길이를 따라서 그리고 이 말단부를 향하여 증가하도록 변형된다. 이러한 분포는 예를 들면, 선단부에서 말단부로 내표면을 점진적으로 연마하므로서 얻어질 수 있다. 그러한 분포는 일정한 양의 광이 코어(38)로부터 그 선단을 통하여 내표면(46)의 덜 변형된 부분 방사상으로 전달되도록 하는 반면에, 충분한 양의 광이 말단 위치에서 코어로부터 말단부를 거쳐서 내표면의 보다 많이 변형된 부분으로 방사상으로 전달되는 코어(38) 아래로 더 전달되도록 한다. 따라서, 팁(20)은 그 길이(L)의 방사부(22)를 방사상으로 그리고 이 방사부를 따라 소정의 광 세기 프로파일로 제어 가능한 광을 확산시킨다.
상술한 표면 변형의 분포는 제 7 도에 공간적으로 확대하여 도시되어 있고, 공간적 분포는 내표면(46)의 말단부를 향하여 더 긴밀하게 된다. 예를 들면, 표면 변형은 팁길이의 방사부(22)의 10, 20 및 100 퍼센트까지에 대응하는 위치에서 광 출력 결합이 각각 방사부로 이동하는 광의 10, 20 및 100 퍼센트까지 되도록 점진적으로 증가하는 방법으로 집중될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로 표면 변형의 분포는 증가하는 치수 분포일 수 있고, 표면 변형의 크기는 내표면의 길이를 따라 말단부를 향하여 증가한다.
확산 팁(20)의 표면 변형은 팁의 외표면(44)에서의 광 세기 프로파일을 제어하는데 유용하다. 예를 들면, 광속 밀도 또는 광 세기, 팁의 선단부에서 말단부까지의 거리(L)에 대한 확산 팁(20)의 프로파일(26)이 제 2 도에 도시되었다. 이 프로파일은 실리콘의 중심코어(38), BaSO4를 포함시 내표면(46)을 따라 일정하게 연마된 PFA의 커버링(40), 산화알루미늄 미립자(58)가 일정하게 확산된 실리콘 매체(60)의 약 2mm의 팁 길이(L)를 따른 산란부(56) 및 1cm의 길이(L)를 갖는 확산 팁(20)의 것이다. 또한 바람직한 일정한 확산 팁용 광속 밀도 또는 광 세기 프로파일(24)을 도시하고 있다.
광 세기 프로파일(26)은 제 1피크(peak; 28)로 상승시에 소정의 프로파일(24)에 실질적으로 접하고 있다. 제 1피크(28)는 방사부(22)의 선단부에서 커버링(40)의 내표면(46)을 따라 표면 변형으로 초래되는 광출력 결합을 반영하고 있다. 프로파일(26)은 제 2피크로 상승시에 소정 프로파일(24)과 접촉하기 전에 소정 프로파일(24)에 대해서 약간만 내려간다(이러한 하강은 확산 팁(20)의 코어(38)로부터 제거되는 광의 비율에 영향을 미칠 수 있는 것으로, 하기에 기술되는 하나 이상의 요인에 기인할 수 있다). 제 2 피크(30)는 방사부(22)의 말단부에서 커버링(40)의 내표면(46)에 따른 표면 변형으로 초래되는 광출력 결합을 반영하고 있다. 마지막으로, 이 프로파일은 팁의 방사부(22)의 단부를 향해 소정 커버링(40)과 실질적으로 하강한다. 따라서 확산 팁(20)의 광 세기 프로파일(26)은 팁 길이의 방사부(22)를 따라 실질적으로 일정한 광 세기 프로파일을 제공하는 소정의 일정한 광 세기 프로파일(24)을 실질적으로 따른다. 따라서, 확산 팁(20)은 방사 외표면 상에 열점이 생기는 것을 제거 또는 감소시킨다.
확산 팁(20)은 예를 들면, 열점의 형성을 모니터하기 위해 다양한 팁위치에서 온도를 측정하는 온도 센서를 포함할 수 있다. 제 8도는 예를 들면 코어(38)의 내표면에 인접하여 이 내표면을 따라서 코어(38)내에서 그 말단부를 향해 위치된 개별적인 온도센서(62) 및 환형 또는 0-링형 온도센서(64)와 같은 여러 개의 온도 센서들을 도시하고 있다. 온도센서들은 광학적 온도 센서인 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는 광학적 온도센서는 온도 의존성 형광 특성을 갖는 알렉산드라이트로 구성되어 있다. 이러한 형광특성은 예를 들면 위상 감지 검출 시스템에 의해 당업자에게 공지된 방법으로 검출될 수 있고, 특정 위치에서 팁(20)의 온도를 측정한다.
본 발명의 특징에 따르면, 광확산 팁(20)의 측면안정성 또는 세기는 제 8도에 도시된 바와 같이 강화될 수 있다. 본 발명의 이러한 특징은 확산 팁이 2cm 길이와 같이 비교적 길거나 또는 팁이 대상물(22)에 삽입되거나 관통 또는 구멍을 내는데 사용될 때 바람직하다. 본 발명의 이러한 특징에 따르면, 광섬유(16)의 코어(32)는 소정의 안정성 또는 세기를 제공하기에 충분한 거리(D)만큼 팁(20)의 중심코어(38)로 길이방향으로 연장한다. 또한, 중심코어(38)와 코어(32)는 광이 광섬유(16)의 말단부(18)로부터 전달될 때 거리(D)를 따라 광이 작업온도 범위에서 코어(32)로부터 중심코어(38)로 전달되도록 선택된다.
따라서, 본 발명의 이러한 특징에 따르면, 중심코어(38)는 작업온도 범위이며, 코어(32)와 같거나 더 큰 굴절율을 갖는다. 바람직하게는, 중심코어(38)는 작업온도 범위에서 코어(32)와 매치되는 굴절율을 갖는다. 대안적으로, 예를 들면, 이용 가능한 물질이 제한될 때, 중심코어(38)는 작업온도 범위에서 코어(32)보다 큰 굴절율을 가지므로, 광은 작업온도 범위에서 코어(32)로부터 중심코어(38)로 전달 가능하도록 한다. 상술한 바와 같이 광섬유(16)의 코어(32)는 통상 글래스로 제조되고, 중심코어(38)는 실리콘으로 제조되는 것이 바람직하다. 글래스 코어(32)는 실리콘만큼 온도에 민감하지 않은 굴절율을 갖는다. 코어(32)의 굴절률은 통상 약 1.4-1.7이고, 바람직하게는 1.45인 반면에, 중심코어(38)의 굴절률은 통상 약 1.4-1.8, 바람직하게는 약 1.5이다.
확산 팁(20)은 다양한 용도에 적합한 다양한 방법으로 종결될 수 있다. 예를 들면, 확산 팁은 제 3도에서 점선 48로 도시한 바와 같이 길이(L1)를 갖는 무딘 말단부로 종결될 수 있다. 대안적으로, 팁은 말단부(50)로 도시된 바와 같이 길이(L2)를 갖는 테이퍼지거나 뾰족한 말단부로 종결될 수 있다. 후자의 예에서는, 말단부(50)는 예를 들면, 점선 48에서 확산 팁(20)에 부착될 수 있거나 또는 커버링(40)의 일부로서 형성될 수 있는 독립 구조로 될 수 있다.
또한, 팁은 조사될 물체(22)에 팁을 삽입하거나 그것에 구멍을 내거나 침투시키기 적합한, 말단부(48, 50)에서 종단될 수 있다. 예를 들면, 팁의 말단부는 날카롭거나 뾰족할 수 있고, 및/또는 제 9도에 도시된 바와 같이 팁 구조에 부착되거나 성형된 천공 팁(66)을 가질 수 있다. 천공 팁(66)은 세라믹 또는 금과 같이 효율적이고 안전하게 천공하기 충분히 단단한 물질로 이루어진다. 바람직하게는, 천공 팁(66)은 24캐럿 금과 같이 고 반사율의 단단한 물질로 이루어지므로, 광은 고온 팁을 제조하기 위해 물질에 의해 흡수되지 않는다.
확산 팁(20)은 다양한 길이로 제조될 수 있고, 그들 중 어떤 것은 예를 들면, 방사될 물체(22)의 형식에 따라 특수한 용도에 더 적합할 수 있다. 본 발명의 두 특정 실시예에 따르면, 확산 팁은 각각 1cm 및 2cm의 길이로 제조된다.
본 발명에 따른 확산 팁의 제조 방법이 하기에 설명된다. 광전달 환형 커버 링 또는 팁물질(40)이 제공된다. 팁 물질(40)에는 폐쇄된 말단부에 제공되던가 또는 이 단부는 몰딩 또는 열처리에 의해 말단부를 폐쇄하기 위해 처리된다. 임의적으로, 팁형 다이, 긴바늘형 맨드렐 및 열처리를 사용하여 팁(40)의 말단부에 뾰족부를 형성할 수 있다.
폐쇄된 팁(40)의 내표면은 상기한 바와 같이 변형된다. 바람직하게는, 와이어로 이루어진 브러쉬는 팁(40)의 개방 선단부로 삽입되어 바람직하게는 일 방향으로 회전되므로, 브러쉬의 솔은 팁의 내표면(46)을 연마한다. 일정하게 연마된 표면에 대해, 와이어 브러쉬는 예를 들면, 주어진 거리만큼 외향 방향으로 당길 때에 일정의 회전수로 회전시키므로서 팁의 말단부에서 선단부까지 외향으로 일정하게 회전된다. 점진적으로 연마된 표면을 위해서, 와이어 브러쉬는 초기에 더 회전되고 브러쉬가 팁의 선단부를 향하여 외향으로 당겨질 때 덜 회전된다. 대안적으로, 내표면(40)은 표면을 연마하기 위하여 연마 공구를 사용하므로서 변형될 수 있다. 바람직하게는, 연마공구는 우수한 연마특성을 가지며 광학적으로 불활성인 다이아몬드 분말로 포함된다.
변형 팁(40)은 유체로서 제공되는 광전달 코어물질(38)로 채워진다. 코어(32)의 일부 또는 연장된 부분(제 8도에서와 같이)을 노출하기 위해 벗겨지는 광섬유(16)의 말단부(18)는 변형된 팁(40)에 배치된다. 변형된 팁(40)이 채워지고 광섬유(16)가 그 내부에 배치될 때, 팁은 코어물일(38)을 고형화시키거나 또는 경화시키기에 충분히 열처리되어 확산 팁(20)이 제조될 수 있다. 대안적으로, 온도센서는 열처리 전에 팁(20)에 배치되므로, 경화된 코어물질(38)에 대해서 적용된다.
확산 팁(20)을 제조하는 방법으로는 변형 팁(40)의 나머지 선단부를 광전달 코어물질(38)로 채우기 전에 변형된 팁(40)의 말단부를 내부에 산란물질이 확산된 광전달 물질(60)로 채우는 것을 포함한다. 또한, 이 방법은 변형된 팁의 나머지 선단부를 채우고 내부에 광섬유의 말단부를 위치시키며 이어서 확산 팁(20)을 형성하기 위해 변형된 팁을 열처리하기 전에 제 7도의 산란부(56)를 형성하기 위해 물질(60)을 충분히 고형화 또는 경화시키기 위해 변형팁(40)의 열처리를 포함한다.
확산 팁(20)은 팁의 외표면(44)의 발광부(22)로부터의 광으로 물체 또는 선택된 물질을 조명하거나 가열 또는 조사하는 것과 같은 다양한 방법으로 사용될 수 있다. 팁은 발광부(22)의 길이를 따라 실질적으로 일정한 세기의 프로파일로 물질에 광을 전달하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 이러한 특징은 체적측정형(volumetric)의 물질의 가열 또는 광자 조명, 또는 환형 물질의 조명과 같이 일정한 조사가 바람직한 특정의 적용을 위해 특히 유용하다. 또한, 본 발명의 이러한 특징은 선택된 물질의 강렬 열점을 포함하는, 팁의 세기에 따른 조사 프로파일을 갖는 조사와 같이 일정하지 않은 조사에 의해 원하지 않게 손상될 수 있는 체내 조직일 때 특히 바람직하다.
따라서, 본 발명의 확산 팁(20)은 체내 조직의 치료에 특히 유용하다. 그러한 적용에서, 확산 팁은 정상 또는 비정상, 또는 양성 또는 악성 종양 또는 암에 걸린 조직과 같은 체내 조직을 관강내 또는 간질성을 조사하는데 사용될 수 있다. 관강내에 사용될 때는 확산 팁이 체내 조직의 관강내로 단순히 연장된다. 간질성으로 사용될 때는 팁이 조직을 찌르거나 침투하는 것과 같이 조직내에 삽입되고 이 때 조직이 조사된다.
확산 팁(20)의 특히 바람직한 적용으로는 조사되는 체내 조직이 전립선이다. 팁은 전립선의 엽(lobe)으로 삽입되어 그 조직을 괴사시키도록 충분히 조사한다. 조직은 원하지 않은 열점 조사에 의해 조직을 태우는 것을 회피하기 위해 팁의 조사부분을 따라 실질적으로 일정한 세기의 프로파일의 광으로 조사되는 것이 바람직하다. 팁은 양성 전립선 비대증에 걸린 전립선 조직을 조사하는데 있어서 이 방법으로 가장 바람직하게 사용된다. 양성 전립선 비대증에 걸린 전립선 조직의 조사는 콘(Conn)등에 의해 1991. 4. 5.일 출원된 미국 특허출원 제07/94l,481호의 장치 및 방법과 같은 장치 및 방법을 사용하여 이루어지며, 상기 특허출원의 전체 명세서는 본 명세서에 참고로 하였다.
본 발명은 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 의해 한정되고 보호되는 것으로 이해되어야 한다.
제 1도는 본 발명에 관한 광섬유로부터의 광을 확산시키기 위한 장치의 설명도.
제 2도는 본 발명에 관한 광확산 팁에 따른 거리에 대한 광속 밀도를 설명한 플롯도.
제 3도는 본 발명의 일 실시예에 관한 광확산 팁의 단면도.
제 4도는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 광확산 팁의 단면도.
제 5도는 제 3도의 5-5선을 따라 취한 광확산 팁이 단면도.
제 6도는 제 4도의 6-6선을 따라 취한 광확산 팁의 단면도.
제 7도는 본 발명의 다양한 특징을 조합하여 도시한 광확산 팁의 단면도.
제 8도는 본 발명의 다양한 특징을 조합하여 도시한 광확산 팁의 단면도.
제 9도는 본 발명의 다양한 특징을 조합하여 도시한 광확산 팁 말단부의 단면도.
제 10도는 확산 팁에 대한 광선의 이동 경로를 개략적으로 도시한 확산 팁일부의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 광원 14 : 연결부
16 : 광섬유 20 : 확산 팁
22 :물체 32 : 코어
36 : 자켓 38 : 중심 코어
40 : 슬리브(외부 커버링) 70 : 광선

Claims (67)

  1. 광섬유에 의해 공급된 광을 확산시키기 위한 디바이스에 있어서,
    광전달 단부를 갖는 광섬유;
    상기 광섬유의 단부와 인접하여 원주적으로 둘러싸고 있는 광전달 제 1 물질;및
    상기 제 1 물질과 인접하여 원주적으로 둘러싸고 있는 광전달 제 2 물질을 포함하며, 상기 제 1 물질과 제 2 물질은 광이 상기 광섬유의 단부로부터 상기 제 1 물질로 전달될 때의 광가이드를 규정하며, 상기 제 2 물질은 상기 제 2 물질의 길이를 따라 외표면으로 상기 광가이드를 따라 이동하는 광을 전달하기에 충분하게 변형된 내표면을 갖는, 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 물질의 길이를 따라서, 상기 제 1 물질이 상기 제 2 물질보다 큰 굴절율을 갖는, 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 물질이 약 1.4 - 약 1.8의 굴절율을 갖는, 디바이스.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 물질이 약 1.3 - 약 1.4의 굴절율을 갖는, 디바이스.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 물질이 실리콘인, 디바이스.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 물질이 플루오로폴리머인, 디바이스.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 물질이 BaSO4 를 포함하는, 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 물질의 내표면이 연마(abrade)된, 디바이스.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 물질의 내표면이 그 말단부를 향한 길이를 따라 증가적으로 연마되는, 디바이스.
  10. 제 1 항에 있어서, 광이 상기 제 2 물질의 외표면과 관련하여 미리 선택된 방향으로 전달되는, 디바이스.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 미리 선택된 방향이 상기 제 2 물질의 외표면에 대한 방위각인, 디바이스.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 미리 선택된 방향이 상기 제 2 물질의 외표면의 길이를 따르는, 디바이스.
  13. 제 1 항에 있어서, 광이 상기 제 2 물질의 외표면 길이를 따라 실질적으로 일정한 세기의 프로파일로 전달되는, 디바이스.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 물질이 그 말단부에 팁을 형성하며, 이 팁은 광을 수용하기 위해 선택된 물질에 상기 제 2 물질의 배치를 용이하게 하는, 디바이스.
  15. 제 1 항에 있어서, 그 말단부에서 상기 제 2 물질에 부착된 팁을 더 포함하며 이 팁은 광을 수용하기 위해 선택된 물질에 상기 제 2 물질의 배치를 용이하게 하는, 디바이스.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 팁이 선택된 물질을 찌르기에 적합한, 디바이스.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 광섬유의 노출된 코어가 상기 제 1 물질과 상기 제 2 물질의 거리까지 연장하고 상기 코어는 광이 상기 광섬유의 단부로부터 상기 제 1 물질로 전달될 때 광이 상기 코어에서 상기 거리를 따라 상기 제 1 물질로 전달 가능하도록 선택되는, 디바이스.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 물질이 상기 거리를 따라 상기 코어와 같거나 더 큰 굴절율을 갖는, 디바이스.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 제 1 물질이 약 1.4 - 약 1.8의 굴절율을 갖는, 디바이스.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 코어가 약 1.4 - 약 1.7의 굴절율을 갖는, 디바이스.
  21. 제 18 항에 있어서, 상기 제 1 물질이 실리콘인, 디바이스.
  22. 제 18 항에 있어서, 상기 코어가 유리인, 디바이스.
  23. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 물질이 그 말단부에 배치된 광 산란제를 갖는, 디바이스.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 광 산란제가 알루미늄 옥사이드, 티타늄 디옥사이드 및 다이아몬드 분말로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 디바이스.
  25. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 물질이 그 말단부에 배치된 온도센서를 갖는, 디바이스.
  26. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 물질이 상기 제 2 물질의 내표면에 인접하게 그 길이를 따라 배치된 온도센서를 갖는, 디바이스.
  27. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서, 상기 온도센서가 광 온도센서인, 디바이스.
  28. 광섬유로부터 광을 확산시키기 위한 기구에 있어서,
    광 에너지의 광원;
    상기 광원에 광학적으로 결합된 내측단부(proximal end) 및 광전달 말단부를 가지며, 상기 내측단부로부터 상기 말단부로 광 에너지를 운반하는 광섬유 ;
    상기 광섬유의 말단부와 인접하고 원주적으로 둘러싸고 있는 광전달 제 1 물질; 및
    상기 제 1 물질과 인접하고 원주적으로 둘러싸고 있는 광전달 제 2 물질을 포함하며, 상기 제 1 물질과 상기 제 2 물질은 광이 상기 광섬유의 내측단부에서 상기 제 1 물질로 전달될 때의 광가이드를 규정하고, 상기 제 2 물질은 상기 제 2 물질의 길이를 따라 외표면으로 상기 광가이드를 따라 이동하는 광을 전달하는데 충분하게 변형된 내표면을 갖는, 장치.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 제 2 물질의 내표면이 연마된, 장치.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 제 2 물질의 내표면이 그 말단부를 향한 길이를 따라 증가적으로 연마되는, 장치.
  31. 제 28 항에 있어서, 광이 상기 제 2 물질의 외표면과 관련하여 미리 선택된 방향으로 전달되는, 장치.
  32. 제 28 항에 있어서, 광이 상기 제 2 물질의 외표면 길이를 따라 실질적으로 일정한 세기의 프로파일로 전달되는, 장치.
  33. 제 28 항에 있어서, 상기 제 2 물질의 말단부에 팁을 더 포함하며, 상기 팁은 상기 제 2 물질이 삽입될 물질을 찌르기에 적합한, 장치.
  34. 제 28 항에 있어서, 상기 광섬유의 노출된 코어가 상기 제 1 물질과 상기 제 2 물질의 거리까지 연장하고 상기 코어는 광이 상기 광섬유의 단부로부터 상기 제 1 물질로 전달될 때 상기 광이 상기 코어에서 상기 거리를 따라 상기 제 1 물질로 전달 가능하도록 선택되는, 장치.
  35. 제 28 항에 있어서, 상기 광 에너지 광원이 레이저인, 장치.
  36. 광섬유용 광확산 팁을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    (a) 광전달 단부를 갖는 광섬유를 제공하는 단계;
    (b) 충분한 열처리시 고형화하는 유체로서의 제 1 광전달 물질을 제공하는 단계;
    (c) 제 2 광전달 물질로 이루어진 팁을 제공하는 단계로서, 상기 제 1 및 상기 제 2 물질은 상기 제 1 물질이 상기 광섬유의 단부와 인접하고 원주적으로 둘러싸고 있을 때의 광가이드를 규정하고, 상기 제 2 물질은 상기 제 1 물질과 인접하고 원주적으로 둘러싸며, 광은 상기 광섬유의 단부로부터 상기 제 1 물질로 전달되는, 상기 단계;
    (d) 상기 팁의 내표면을 변형시키는 단계;
    (e) 상기 (d) 단계후에 상기 제 1 물질로 상기 팁을 채우는 단계;
    (f) 상기 (d) 단계후에 상기 팁에 상기 광섬유의 단부를 위치시키는 단계;
    및
    (g) 상기 (e) 및 상기 (f) 단계후에 상기 제 1 물질을 고형화시키기에 충분하게 상기 팁을 열처리하는 단계를 포함하는, 방법.
  37. 제 36 항에 있어서, 상기 팁을 제공하는 단계는 뾰족한 단부를 갖는 팁을 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 팁을 제공하는 단계는 상기 뾰족한 단부를 형성하도록 상기 팁을 몰딩하는 단계를 포함하는, 방법.
  39. 제 36 항에 있어서, 상기 내표면을 변형하는 단계는 상기 내표면을 연마하는 단계를 포함하는, 방법.
  40. 제 39 항에 있어서, 상기 연마하는 단계는 내측단부에서 말단부까지 상기 팁의 내표면을 증가적으로 연마하는 단계를 포함하는, 방법.
  41. 제 39 항에 있어서, 상기 연마하는 단계는 브러쉬의 솔들이 상기 내표면을 연마하도록 상기 팁내에서 브러쉬를 회전시키는 단계를 포함하는, 방법.
  42. 제 39 항에 있어서, 상기 연마하는 단계는 비트가 상기 내표면을 연마하도록 상기 팁내에서 드릴 비트를 회전시키는 단계를 포함하는, 방법.
  43. 제 36 항에 있어서, 상기 제 1 물질이 실리콘인, 방법.
  44. 제 36항에 있어서, 상기 제 2 물질이 플로오로폴리머인, 방법.
  45. 제 36 항에 있어서, 상기 광섬유를 제공하는 단계는 상기 광섬유의 단부에서 상기 코어를 노출시키는 단계를 포함하며, 상기 제 1 물질과 상기 코어는 상기 제 1 물질이 상기 코어와 인접하고 원주적으로 둘러싸고 있고 광이 상기 광섬유의 단부로부터 상기 제 1 물질로 전달될 때, 광이 상기 코어로부터 상기 제 1 물질로 전달 가능하도록 선택되는, 방법.
  46. 제 45 항에 있어서, 상기 제 1 물질이 실리콘이고 상기 코어는 유리인, 방법.
  47. 제 36 항에 있어서, 상기 제 1 물질은 광분산 물질이 내부에 분산된 제 1 부분 및 제 2 부분을 가지며, 상기 제 2 부분과 상기 제 2 물질은 상기 제 2 부분이 상기 제 2 물질에 의해 원주적으로 둘러싸여 질 때 상기 광가이드를 규정하고, 상기 팁을 채우는 단계는 상기 제 2 부분으로 상기 팁의 나머지 부분을 채우기 전에 상기 제 1 부분으로 상기 팁의 말단부를 채우는 단계를 포함하는, 방법.
  48. 제 47 항에 있어서, 상기 광섬유의 단부를 위치시키는 단계전에 상기 제 1 부분을 고형화시키기에 충분하게 상기 팁을 열처리하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  49. 제 47 항에 있어서, 상기 제 1 부분과 상기 제 2 부분이 실리콘이며 상기 산란물질은 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드 및 다이아몬드 분말로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법.
  50. 제 36 항에 있어서, 상기 팁을 열처리하는 단계전에 상기 팁에 온도 센서를 위치시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  51. 제 36 항에 있어서, 상기 팁을 제공하는 단계는 그 말단부에 뾰족한 부분을 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  52. 제 36 항에 있어서, 상기 팁을 제공하는 단계는 그 말단부에 찌름 장치를 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  53. 선택된 물질에 광 에너지를 전달하기 위한 방법에 있어서,
    광 에너지 광원을 제공하는 단계;
    상기 광원에 광학적으로 결합된 내측단부 및 광전달 말단부를 가지며, 상기 내측단부로부터 상기 말단부로 광 에너지를 운반하는 광섬유를 제공하는 단계;
    상기 광섬유의 말단부에 인접하고 상기 광섬유의 적어도 일부분을 원주적으로 둘러싸고 있는 내측부분과 상기 내측부분과 인접하고 원주적으로 둘러싸고 있는 외측부분을 포함하는 팁을 제공하는 단계로서, 상기 내측부분과 외측부분이 각각 광전달 제 1 물질과 광전달 제 2 물질로 이루어지며 이는 광이 상기 광섬유의 말단부에서 상기 내측부분으로 전달될 때의 광가이드를 규정하고, 상기 외측부분은 상기 외측부분의 길이를 따라 외표면의 광방사 부분으로 상기 광가이드를 따라 이동하는 광을 전달하기에 충분하게 변형된 내표면을 가지는, 상기 팁을 제공하는 단계; 및
    선택된 물질을 상기 팁의 상기 광방사 부분으로 부터의 광으로 조사(irradiating)하는 단계를 포함하는, 방법.
  54. 제 53 항에 있어서, 상기 광방사 부분이 그 길이를 따라 실질적으로 일정한 세기의 프로파일로 광을 전달하는, 방법.
  55. 제 54 항에 있어서, 상기 선택된 물질이 환형(annular)이고 상기 조사하는 단계는 선택된 물질의 환형(annulus)을 조명하는, 방법.
  56. 제 54 항에 있어서, 상기 선택된 물질은 체적측정(volumetric)형이고 상기 조사하는 단계는 선택된 물질의 체적을 가열하는, 방법.
  57. 제 54 항에 있어서, 상기 선택된 물질이 체적측정형이고 상기 조사하는 단계는 광자로 선택된 물질의 체적을 조사하는, 방법.
  58. 제 54 항에 있어서, 상기 선택된 물질이 신체조직인, 방법.
  59. 제 58 항에 있어서, 상기 팁을 상기 조직에 삽입하는 단계를 더 포함하고 상기 조사하는 단계는 그 체적을 괴사시키기에 충분하게 상기 조직을 조사하는 단계를 포함하는, 방법.
  60. 제 58 항에 있어서, 상기 조직이 종양성인, 방법.
  61. 제 58 항에 있어서, 상기 조직이 전립선인, 방법.
  62. 제 61 항에 있어서, 상기 조직이 양성 전립선 비대증에 걸린 조직인, 방법.
  63. 제 62 항에 있어서, 상기 팁을 상기 전립선의 엽(lobe)으로 삽입하는 단계를 더 포함하고, 상기 조사하는 단계는 그 부분을 괴사시키기에 충분하게 상기 조직을 조사하는 단계를 포함하는, 방법.
  64. 광섬유에 의해 공급된 광을 확산시키기 위한 디바이스에 있어서,
    광전달 단부를 갖는 광섬유;
    상기 광섬유의 단부와 인접하여 원주적으로 둘러싸고 있는 광전달 제 1 물질로서, 상기 제 1 물질은 그 말단부에 배치된 온도 센서를 갖는, 상기 광전달 제 1 물질; 및
    상기 제 1 물질과 인접하여 원주적으로 둘러싸고 있는 광전달 제 2 물질을 포함하며, 상기 제 1 물질과 제 2 물질은 광이 상기 광섬유의 단부로부터 상기 제 1 물질로 전달될 때의 광가이드를 규정하며, 상기 제 2 물질은 상기 제 2 물질의 길이를 따라 외표면으로 상기 광가이드를 따라 이동하는 광을 전달하기에 충분하게 변형된 내표면을 갖는, 디바이스.
  65. 광섬유에 의해 공급된 광을 확산시키기 위한 디바이스에 있어서,
    광전달 단부를 갖는 광섬유;
    상기 광섬유의 단부와 인접하여 원주적으로 둘러싸고 있는 광전달 제 1 물질; 및
    상기 제 1 물질과 인접하여 원주적으로 둘러싸고 있는 광전달 제 2 물질을 포함하며, 상기 제 1 물질과 제 2 물질은 광이 상기 광섬유의 단부로부터 상기 제 1 물질로 전달될 때의 광가이드를 규정하며, 상기 제 2 물질은 상기 제 2 물질의 길이를 따라 외표면으로 상기 광가이드를 따라 이동하는 광을 전달하기에 충분하게 변형된 내표면을 가지며, 상기 제 1 물질은 상기 제 2 물질의 상기 내표면에 인접하게 그 길이를 따라 배치되는 온도 센서를 갖는, 디바이스.
  66. 제 64 항 또는 제 65 항에 있어서,
    상기 온도 센서는 광학적 온도 센서인, 디바이스.
  67. 광섬유용 광확산 팁을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    (a) 광전달 단부를 갖는 광섬유를 제공하는 단계;
    (b) 충분한 열처리시 고형화하는 유체로서의 제 1 광전달 물질을 제공하는 단계;
    (c) 제 2 광전달 물질로 이루어진 팁을 제공하는 단계로서, 상기 제 1 및 상기 제 2 물질은 상기 제 1 물질이 상기 광섬유의 단부와 인접하고 원주적으로 둘러싸고 있을 때의 광가이드를 규정하고, 상기 제 2 물질은 상기 제 1 물질과 인접하고 원주적으로 둘러싸며, 광은 상기 광섬유의 단부로부터 상기 제 1 물질로 전달되는, 상기 단계;
    (d) 상기 팁의 내표면을 변형시키는 단계;
    (e) 상기 팁내에 온도 센서를 배치하는 단계;
    (f) 상기 (d) 단계후에 상기 제 1 물질로 상기 팁을 채우는 단계;
    (g) 상기 (d) 단계후에 상기 팁에 상기 광섬유의 단부를 위치시키는 단계;
    및
    (h) 상기 (f) 및 상기 (g) 단계후에 상기 제 1 물질을 고형화시키기에 충분하게 상기 팁을 열처리하는 단계를 포함하는, 방법.
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