KR101934774B1 - 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스, 그리고 이의 제조 방법 - Google Patents

단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스, 그리고 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스, 그리고 이의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 단일 광섬유에 적어도 2개 이상의 계단식 가공에 의해 레이저 빔을 2개 이상의 링 형태로 광섬유의 길이 방향으로부터 방사형으로 퍼져서 조사되도록 할 수 있다.
이에 의해, 한 개의 링 형태의 광 프로파일보다 두 개의 링 형태의 광 프로파일을 사용하면 에너지 분산 효과로 유리관에 에너지 부담을 덜 줌으로써, 유리관이 파손의 위험에서 벗어나 안전한 시술의 효과를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라, 두 개의 광섬유를 사용하는 것보다 한 개의 광섬유에서 두 개의 링이 만들어지면 불필요한 공정 과정이 없게 되어 제작이 용이하게 되고 비용 또한 절감이 되는 장점을 제공하는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따라 하나의 광섬유에서 두 개 이상의 링 형태의 광 프로파일을 제공함으로써, 유리관의 크기를 줄일 수 있는 효과를 제공한다.

Description

단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스, 그리고 이의 제조 방법{TWO-RING BEAM APPARATUS BASED ON SINGLE OPTICAL OPTICAL, AND FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 하지정맥류와 같이 혈관 내 레이저 치료 등에 사용하는 의료기기용 광섬유에 있어서 직진하는 레이저 빔의 조사각을 90°가량 직교하는 방향으로 전환을 통해 광섬유 중심축의 360°원형 방향으로 조사가 가능하도록 하기 위한 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스에 관한 것이다.
하지정맥류 치료와 같은 혈관 내 레이저 조사가 필요한 레이저 치료를 위해서는 여러 가지 레이저 파장을 사용하고 있다.
그러나 이러한 레이저 빔을 이용한 혈관 치료시 신경에 손상을 줄 수 있어서 레이저 시술을 기피하고 있다.
이에 따라 광섬유를 통해 전달되는 레이저 빔의 직진성으로 인해 혈관 내 어느 한곳으로 에너지가 집중하지 않고 에너지가 방사하도록 함으로써, 에너지 분산 효과로 혈관의 어느 하나의 영역으로 레이저 빔이 집중되는 부작용을 해소하여야 할 것이다.
대한민국 특허공개공보 공개번호 제10-2014-0143667호 "하지정맥 레이저수술방법" 대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-1004373호 "레이저 조사부가 장착된 전기자극 경혈치료기" 대한민국 특허공개공보 공개번호 제20-1962-0001502호 "온라인학습과 오프라인 학습의 병행을 통한 원격학습제공방법"
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단일 광섬유에 적어도 2개 이상의 계단식 가공에 의해 레이저 빔을 2개 이상의 링 형태로 광섬유로부터 방사형으로 퍼져서 조사되도록 하기 위한 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스, 그리고 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 한 개의 링 형태의 광 프로파일보다 두 개 이상의 링 형태의 광 프로파일을 사용함으로써 에너지 분산 효과로 유리관에 에너지 부담을 덜 주도록 하기 위한 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스, 그리고 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 단일의 광섬유에서 두 개 이상의 링 형태의 광 프로파일이 생성되도록 하여, 두 개 이상의 광섬유를 사용하는 불필요한 공정 과정과 유리관의 크기를 확장할 필요 없도록 하기 위한 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스, 그리고 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스는, 단일 광섬유에 적어도 2개 이상의 계단식 가공에 의해 레이저 빔을 2개 이상의 링 형태로 광섬유의 길이 방향으로부터 방사형으로 퍼져서 조사되도록 할 수 있다.
이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스는, 내부로 광섬유를 피복하기 위해 형성되는 광섬유 외피(110); 광섬유 외피(110)에 의해 피복된 광섬유의 일부로 광섬유 외피(110)에 의해 피복되지 않은 영역에 2개 이상의 계단식 가공을 통해 형성되는 멀티-링 광섬유(120); 및 유리관 입구(131)의 내경(d1)을 유리관 본체(132)의 내경(d2) 보다 넓게 가공하여 광섬유 외피(110)의 외경이 유리관 입구(131)로 들어갈 수 있는 구조를 제공하는 유리관(130); 으로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스에 있어서, 멀티-링 광섬유(120)는, 광섬유를 통해 조사되는 레이저 빔의 진행 방향(p1)에 대해서 직교하는 방향으로 링(ring) 형태의 광 프로파일을 1차-링 형성 영역(121a) 및 2차-링 가공 영역(122)을 광섬유의 중심축을 따라 360°회전하는 면적의 원통형 측면으로 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스에 있어서, 멀티-링 광섬유(120)는, 멀티-링 광섬유(120) 상에 원통 형상의 광섬유 중심축을 향하여 좁아지는 형태로 원통의 단면상에서 경사각을 갖도록 가공하여 형성된 경사면에 해당하는 1차-링 가공 영역(121); 및 상기 경사면 가공 수행시, 1차-링 가공 영역(121)의 경사각 영역의 중간 영역에 광섬유의 중심축과 평행한 평면에 대한 가공을 통해 생성되는 1차-링 형성 영역(121a); 을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스에 있어서, 멀티-링 광섬유(120)는, 경사면에 해당하는 1차-링 가공 영역(121) 중 직경이 가장 작은 끝단으로부터 미리 설정된 거리 만큼의 평면을 형성하는 절삭 가공을 수행하여 형성되며, 광섬유의 중심축과 평행한 평면에 대한 가공을 통해 생성되는 2차-링 가공 영역(122); 을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스에 있어서, 1차-링 형성 영역(121a) 및 2차-링 형성 영역(122)은 광섬유의 중심축을 따라 360°회전하여 형성되는 면적인 원통형 측면 면적만큼 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스에 있어서, 멀티-링 광섬유(120)는, 2차-링 가공 영역(122) 양 끝단 중 1차-링 가공 영역(121)과 맞닿는 끝단이 아닌 다른 쪽 끝단에 형성되며, 광섬유 끝단을 원추형(coniform)으로 가공하여, 원뿔 모양의 경사면을 통해 레이저 빔이 전면으로 방사상으로 퍼져나가도록 하는 3차-링 가공 영역(123); 을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스에 있어서, 1차-링 형성 영역(121a)에 비해 2차-링 가공 영역(122)이 넓게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스는, 유리관(130)의 내주면과 광섬유 외피(110)의 외주면의 맞닿는 영역에는 접착 물질을 이용해 형성되는 접착부(140); 를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스에 있어서, 멀티-링 광섬유(120)의 직경은 100㎛ 내지 1000㎛으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스에 있어서, 멀티-링 광섬유(120)를 포함하는 광섬유로 최초 전달되는 레이저 빔의 파장은 200㎚ 내지 3000㎚의 범위이며, 유리관(130)의 외경은, 0.5mm 내지 50mm의 범위로, 유리관(130)의 내경은, 0.2mm 내지 2mm의 범위를 사용할 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스의 제조 방법은, 상술한 어느 하나의 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스를 제조시, 멀티-링 광섬유(120) 가공 과정, 유리관(130) 가공 과정, 광섬유 외피(110)를 유리관(130) 내부로 삽입 과정, 삽입 영역으로 접촉부(140)를 형성하여 고정하는 과정이 순차적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스는, 한 개의 링 형태의 광 프로파일보다 두 개의 링 형태의 광 프로파일을 사용하면 에너지 분산 효과로 유리관에 에너지 부담을 덜 줌으로써, 유리관이 파손의 위험에서 벗어나 안전한 시술의 효과를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스는, 두 개의 광섬유를 사용하는 것보다 한 개의 광섬유에서 두 개의 링이 만들어지면 불필요한 공정 과정이 없게 되어 제작이 용이하게 되고 비용 또한 절감이 되는 장점을 제공하는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스는, 하나의 광섬유에서 두 개 이상의 링 형태의 광 프로파일을 제공함으로써, 유리관의 크기를 줄일 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스(100)를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스(100) 중 멀티-링 광섬유(120)를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스(100)의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스(100)의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 도 4의 본 발명의 실시예에 따른 방법에 따라 제조된 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스(100)의 프로토타입을 나타내는 참조도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석 되어야하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스(100)를 나타내는 단면도이다. 도 2는 도 1의 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스(100) 중 멀티-링 광섬유(120)를 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스(100)는 광섬유 외피(110), 멀티-링 광섬유(120), 유리관(130)을 포함하며, 멀티-링 광섬유(120)는 1차-링 가공 영역(121), 2차-링 가공 영역(122), 그리고 3차 가공 영역(123)을 구비한다.
광섬유 외피(110)는 내부로 광섬유를 피복하기 위해 형성되며, 유리관(130) 내부로 체결된다.
멀티-링 광섬유(120)는 광섬유 외피(110)에 의해 피복된 광섬유의 일부로 광섬유 외피(110)에 의해 피복되지 않은 영역에 해당하며, 즉, 광섬유 중 광섬유 외피(110)와 유리관(130)을 접합시 유리관(130)으로 삽입되는 영역으로 가공된 광섬유를 의미한다.
여기서 멀티-링 광섬유(120)를 포함하는 광섬유의 재질은 SiO2(실리카) 등의 재질을 사용하고, 멀티-링 광섬유(120)의 직경은 100㎛ 내지 1000㎛으로 형성되는 하나의 단일 광섬유로 적어도 2-링 이상의 레이저 빔 출력을 위해 사용된다. 여기서 멀티-링 광섬유(120)를 포함하는 광섬유로 전달되는 레이저 빔의 파장은 200㎚ 내지 3000㎚의 범위로 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티-링 광섬유(120)는 1차-링 가공 영역(121), 2차-링 가공 영역(122) 및 3차 가공 영역(123)을 구비할 수 있다.
여기서, 1차-링 가공 영역(121)은 멀티-링 광섬유(120) 상에 원통 형상의 광섬유 중심축을 향하여 좁아지는 형태로 원통의 단면상에서 경사각을 갖도록 하여 경사면 가공을 통해 형성된다. 이러한 경사면 가공 수행시, 1차-링 가공 영역(121)의 경사각 영역의 중간 영역에 광섬유의 중심축과 평행한 평면인 1차-링 형성 영역(121a)을 형성하는 가공을 함께 수행함으로써, 광섬유를 통해 조사되는 레이저 빔의 진행 방향(p1)에 대해서 직교하는 방향으로 링(ring) 형태의 광 프로파일을 1차-링 형성 영역(121a)을 광섬유의 중심축을 따라 360°회전하는 면적의 원통형 측면으로 형성할 수 있다.
즉, 1차-링 가공 영역(121)의 경사면에 의해 굴절 각도의 차등화를 수행할 뿐만 아니라, 중간에 1차-링 형성 영역(121a)에 의해 링 형태의 제 1 광 프로파일을 형성할 수 있는 효과가 있다.
2차-링 가공 영역(122)은 경사면에 해당하는 1차-링 가공 영역(121) 중 직경이 가장 작은 끝단으로부터 미리 설정된 거리 만큼의 평면을 형성하는 절삭 가공을 수행하여 형성된다. 즉, 1차-링 가공 영역(121)의 1차-링 형성 영역(121a)과 마찬가지로, 광섬유의 중심축과 평행한 평면인 2차-링 가공 영역(122)을 형성하는 가공을 함께 수행하는데, 광섬유를 통해 조사되는 레이저 빔의 진행 방향(p1)에 대해서 직교하는 방향으로 링(ring) 형태의 광 프로파일을 형성할 수 있다. 이러한 2차-링 형성 영역(122)은 광섬유의 중심축을 따라 360°회전하여 형성되는 면적인 원통형 측면 면적만큼 형성할 수 있다.
3차-링 가공 영역(123)은 2차-링 가공 영역(122) 양 끝단 중 1차-링 가공 영역(121)과 맞닿는 끝단이 아닌 다른 쪽 끝단에 형성되며, 광섬유 끝단을 원추형(coniform)으로 가공함으로써, 원뿔 모양의 경사면을 통해 레이저 빔이 전면으로 방사상으로 퍼져나갈 수 있는 효과를 제공한다.
한편, 1차-링 형성 영역(121a)과 2차-링 가공 영역(122)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 1차-링 형성 영역(121a)에 비해 2차-링 가공 영역(122)이 넓게 형성됨으로써, 유리관(130)의 몸체보다 전면 끝단 영역에서 더욱 레이저 빔의 조사되는 링(ring) 형태의 광 프로파일이 크게 형성될 수 있다.
유리관(130)은 유리관 입구(131)의 내경(d1)을 유리관 본체(132)의 내경(d2) 보다 넓게 가공하여 광섬유 외피(110)의 외경이 유리관 입구(131)로 들어갈 수 있는 구조를 제공한다.
한편, 유리관(130)의 내주면과 광섬유 외피(110)의 외주면의 맞닿는 영역에는 본드, 접착 패드 등의 접착 물질을 이용한 접착부(140)를 사용하여 고정함으로써, 멀티-링 광섬유(120)와 유리관(130)의 중심축과 일치되도록 한다.
여기서 유리관(130)은 멀티-링 광섬유(120)를 보호하기 위해 사용되며, 석영(SiO2)을 용융 응고하여 얻어진 석영 유리(quartz glass)나 투명한 아크릴 재질로 대체하여 형성될 수 있다.
한편, 유리관(130)의 외경은 0.5mm 내지 50mm의 범위로, 유리관(130)의 내경은 0.2mm 내지 2mm의 범위를 사용하는 것이 바람직하며, 내경은 상술한 유리관 입구(131)의 내경인 d1, 유리관 본체(132)의 내경인 d2, 그리고 도 1b와 같이 유리관 입구(131)와 유리관 본체(132) 사이에 적어도 하나 이상의 중심축을 향하여 단턱을 추가로 형성함으로써, 멀티-링 광섬유(120)로부터 출력된 레이저 빔의 반사각을 다각화할 수 있다.
이러한 구조를 통해 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스(100)는 의료기기용 광섬유에 있어서 직진성을 갖는 레이저 빔을 직진 방향에 대해서 약 90°정도의 직각 방향으로 링(ring) 형태의 광 프로파일을 2개를 형성한 멀티-링 광섬유(120)를 이용하여, 360°원형 방향으로 레이저 빔을 조사할 수 있도록 한다.
이때, 멀티-링 광섬유(120)는 한 개의 원형 빔 형태가 아닌 2개 또는 그 이상의 원형 빔 형태로 조사를 수행함으로써, 단일 가닥의 광섬유를 이용해 두 개 이상의 광섬유를 사용한 것과 같은 효과를 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스(100)의 제조 공정을 나타내는 도면이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스(100)의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스(100)의 제조 방법에 대해서 구체적으로 살펴보도록 한다. 먼저, 도 4를 참조하면, 멀티-링 레이저빔 디바이스(100)의 제조시 멀티-링 광섬유(120) 가공(S11), 유리관(130) 가공(S12), 광섬유 외피(110)를 유리관(130) 내부로 삽입 공정(S13), 삽입 영역으로 접촉부(140) 형성하여 고정하는 공정(S14)이 순차적으로 수행한다.
멀티-링 광섬유(120)의 가공시(S11), 광섬유 외피(110) 중 멀티-링 광섬유(120) 형성 구간에 대한 피복을 벗기는 공정을 수행한 뒤, 피복이 벗겨진 영역의 광섬유에 대한 1차-링 가공 영역(121), 2차-링 가공 영역(122) 및 3차 가공 영역(123) 각각의 순차적 형성을 위한 1차 절삭 공정, 2차 절삭 공정 및 3차 절삭 공정을 순차적으로 수행한다. 한편, 3차 절삭 공정에서 광섬유 끝단을 원추형(coniform)으로 가공시 다각경면 형상을 가진 원추형으로 처리함으로써, 끝단에서 난반사를 유발하여 난반사의 효과를 극대화할 수 있다.
단계(S11) 이후, 유리관(130) 가공시(S12), 유리관(130) 제조시 가공 홈이 구비된 유리관(130)을 준비하거나, 유리관 입구(131)와 유리관 본체(132)의 내경과 외경이 같은 유리관(130)을 준비하여 유리관의 구경 가공 장치를 통해 유리관 입구(131)인 접합면으로부터 소정의 길이만큼의 내경(d1)을 유리관 본체(132)의 내경(d2) 보다 넓게 가공함으로써, 광섬유 외피(110)를 유리관 입구(131)로 들어갈 수 있는 구조로의 가공을 수행함으로써, 도 3a과 같은 유리관 입구(131)가 가공된 유리관(130)을 획득한다(S12).
단계(S12) 이후, 가공된 유리관(130) 중 유리관 입구(131)의 내주면으로 끝단에 멀티-링 광섬유(120)이 형성된 광섬유 외피(110)를 삽입함으로써, 도 3b와 같은 형태의 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스(100)의 중간물을 획득한다(S13).
단계(S13) 이후, 광섬유 외피(120)가 유리관(130)으로 삽입된 영역 중 광섬유 외부(120)의 외주면과 유리관(130)의 내주면이 맞닿는 영역을 접착부(140)를 형성함으로써, 광섬유 외피(120)와 유리관(130)을 고정함으로써, 도 3c와 같은 형태의 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스(100)의 최종 결과물을 획득한다(S14).
한편, 도 5는 도 4의 본 발명의 실시예에 따른 방법에 따라 제조된 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스(100)의 프로토타입을 나타내는 참조도면이다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스
110 : 광섬유 외피
120 : 멀티-링 광섬유
121 : 1차-링 가공 영역
121a : 1차-링 형성 영역
122 : 2차-링 가공 영역
123 : 3차 가공 영역
130 : 유리관
131 : 유리관 입구
132 : 유리관 본체
133: 유리관 곡면부

Claims (13)

  1. 광섬유 외피(110)에 대해서 피복을 벗기는 공정을 통해 피복이 벗겨진 영역에 해당하는 멀티-링 광섬유(120) 구간을 형성한 뒤, 피복이 벗겨진 영역의 광섬유 전체 구간의 세부 구간인 1차-링 가공 영역(121), 2차-링 가공 영역(122), 3차 가공 영역(123) 각각의 형성을 위해 순차적인 1차 내지 3차 절삭 공정을 수행하되, "1차 절삭 공정을 수행시", 피복이 벗겨진 영역 중 광섬유 외피(110)와 맞닿는 영역에 대해서 원통 형상의 광섬유 중심축을 향하여 좁아지는 형태로 원통의 단면상에서 경사각을 갖도록 하여 경사면 가공을 통해 1차-링 가공 영역(121)을 형성하되, 경사면 가공에 있어서 1차-링 가공 영역(121)의 경사각 영역의 중간 영역에 광섬유의 중심축과 평행한 평면인 1차-링 형성 영역(121a)을 형성하는 가공을 함께 수행함으로써, 광섬유를 통해 조사되는 레이저 빔의 진행 방향(p1)에 대해서 직교하는 방향으로 링(ring) 형태의 광 프로파일을 광섬유의 중심축을 따라 360°회전하는 면적의 원통형 측면으로 형성하여 1차-링 가공 영역(121)의 경사면에 의해 굴절 각도의 차등화를 수행하며, "2차 절삭 공정 수행시", 경사면에 해당하는 1차-링 가공 영역(121) 중 직경이 가장 작은 끝단으로부터 미리 설정된 거리 만큼의 평면을 형성하는 절삭 가공을 수행하여 2차-링 가공 영역(122)을 형성하되, 2차-링 가공 영역(122)은 1차-링 가공 영역(121)의 1차-링 형성 영역(121a)과 같이 광섬유의 중심축과 평행한 평면으로 형성되되, 1차-링 형성 영역(121a)에 비해 직경의 크기는 작으나, 1차-링 형성 영역(121a)에 비해 광섬유를 통해 조사되는 레이저 빔의 진행 방향(p1)에 해당하는 길이는 크게 형성하여, 1차-링 형성 영역(121a)와 차별화된 멀티-링을 형성할 뿐만 아니라, 유리관(130)의 몸체보다 전면 끝단 영역에서 더욱 레이저 빔의 조사되는 링(ring) 형태의 광 프로파일이 크게 형성되도록 하고, "3차 절삭 공정을 수행시", 2차-링 가공 영역(122) 양 끝단 중 1차-링 가공 영역(121)과 맞닿는 끝단이 아닌 다른 쪽 끝단에 3차-링 가공 영역(123)을 형성하되, 광섬유 끝단을 원추형으로 가공하여 원뿔 모양의 경사면을 통해 레이저 빔이 전면으로 방사상으로 퍼져나갈 뿐만 아니라, 원추형으로 가공시 다각경면 형상을 가진 원추형으로 처리하여 끝단에서 난반사를 유발하여 난반사를 극대화하도록 하는 멀티-링 광섬유(120) 가공 단계;
    가공 홈이 구비된 유리관(130)을 준비하거나, 유리관 입구(131)와 유리관 본체(132)의 내경과 외경이 같은 유리관(130)을 준비하여 유리관의 구경 가공 장치를 통해 유리관 입구(131)인 접합면으로부터 미리 설정된 길이만큼의 내경(d1)을 유리관 본체(132)의 내경(d2) 보다 넓게 가공시, 광섬유 외피(110)를 유리관 입구(131)로 들어갈 수 있는 구조로의 가공을 수행하되, 유리관 입구(131)와 유리관 본체(132) 사이에 적어도 하나 이상의 단턱을 추가로 형성 가공하여 멀티-링 광섬유(120)로부터 출력된 레이저 빔의 반사각을 다각화하는 유리관(130) 가공 단계;
    가공된 유리관(130) 중 유리관 입구(131)의 내주면으로 끝단에 멀티-링 광섬유(120)이 형성된 광섬유 외피(110)를 삽입하여 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스(100)의 중간물을 획득하는 광섬유 외피(110)의 유리관(130) 내부로의 삽입 단계; 및
    광섬유 외피(120)가 유리관(130)으로 삽입된 영역 중 광섬유 외부(120)의 외주면과 유리관(130)의 내주면이 맞닿는 영역에 접착부(140)를 추가하여, 접착부(140)를 이용해 광섬유 외피(120)와 유리관(130)을 고정하여 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스(100)의 최종 결과물을 획득하는 고정 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 광섬유 기반의 멀티-링 레이저빔 디바이스의 제조 방법.
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CN201780005293.4A CN108432068A (zh) 2016-02-29 2017-02-22 基于单光纤的多环激光束装置以及制造方法
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TR201714076A2 (tr) * 2017-09-22 2017-10-23 E A Teknoloji Biy Cih Dijital Ve Optik Sis Nanoteknoloji Aras Gel Ith Ihr Taahsan Ve Tic Ltd Sti Lazer ablasyonu i̇çi̇n çi̇ft halka işin yayan bi̇r fi̇ber probu
SI3653154T1 (sl) * 2018-09-20 2021-11-30 Sia Light Guide Optics International Naprava za zdravljenje telesnega tkiva
KR200497815Y1 (ko) * 2020-11-16 2024-03-06 이경용 멀티코어 광섬유, 그리고 이를 이용한 하지정맥 시술용 장치
CN116755190B (zh) * 2023-06-21 2024-04-19 青岛镭视光电科技有限公司 侧透光纤和激光医疗设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000024000A (ja) 1998-07-16 2000-01-25 Morita Mfg Co Ltd レーザプローブ
JP2005087531A (ja) * 2003-09-18 2005-04-07 Seikoh Giken Co Ltd レーザプローブ
JP2005087530A (ja) 2003-09-18 2005-04-07 Seikoh Giken Co Ltd レーザプローブ

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5333218A (en) * 1993-05-24 1994-07-26 General Electric Company Optical fiber tapered output end preparation for improved high power laser/fiber delivered beam quality
DE10212366A1 (de) * 2001-03-23 2002-12-05 Surgical Laser Tech Lichtdispersions-Sonde
US6898227B2 (en) * 2001-12-14 2005-05-24 Adc Telecommunications, Inc. Semiconductor laser with a tapered ridge
JP3794327B2 (ja) * 2002-01-15 2006-07-05 日本電気株式会社 光結合器及びその製造方法
US7356225B2 (en) * 2004-07-22 2008-04-08 Ondine International Ltd Fiber optic probe tip
US9149333B2 (en) * 2008-02-28 2015-10-06 Biolitec Pharma Marketing Ltd Endoluminal laser ablation device and improved method for treating veins
US20090292278A1 (en) * 2008-04-11 2009-11-26 Lumenis Ltd. Multi-Stage Procedures with a Modifiable Fiber and a Guide Tube Containing an Instrument
US9345543B2 (en) * 2008-07-02 2016-05-24 Joe Denton Brown Laser delivery apparatus for endovascular applications
KR20110091295A (ko) * 2010-02-05 2011-08-11 광주과학기술원 다방면 조사 광섬유 프로브 및 이를 위한 제조방법
US20130041227A1 (en) * 2011-08-09 2013-02-14 Paul Chan Lightwand for oral/nasal intubation
JP5150774B2 (ja) * 2012-01-20 2013-02-27 株式会社フジクラ マルチコア光ファイバ
WO2014002715A1 (ja) * 2012-06-29 2014-01-03 住友電気工業株式会社 光ファイバおよび光ケーブル
CN103676030B (zh) * 2012-09-25 2015-09-30 山东浪潮华光光电子股份有限公司 一种增大输出光束空间发散角和匀化光斑的光纤及其应用
JP2016009106A (ja) * 2014-06-25 2016-01-18 三菱電線工業株式会社 光ファイバの端部構造及び光照射部品
JP6543628B2 (ja) * 2014-07-16 2019-07-10 テルモ株式会社 治療デバイス
RU2571322C1 (ru) * 2014-11-13 2015-12-20 Вячеслав Григорьевич Артюшенко Устройство для облучения сосудов и полых органов

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000024000A (ja) 1998-07-16 2000-01-25 Morita Mfg Co Ltd レーザプローブ
JP2005087531A (ja) * 2003-09-18 2005-04-07 Seikoh Giken Co Ltd レーザプローブ
JP2005087530A (ja) 2003-09-18 2005-04-07 Seikoh Giken Co Ltd レーザプローブ

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