UA38872C2

UA38872C2 - Power light guide for photopolymerization

Info

Publication number: UA38872C2
Application number: UA2000116310A
Authority: UA
Inventors: Віктор Олександрович Ваганов; Виктор Александрович Ваганов; Сергій Георгійович Заплесвічко; Марина Вільямівна Шакуріна
Original assignee: Науково-Виробнича Фірма "Оптрон"
Priority date: 2000-11-08
Filing date: 2000-11-08
Publication date: 2004-01-15

Abstract

The power light guide for photopolymerization is used in therapeutic and orthopedic dentistry. The light guide enclosed in the metal pipe consists of two parts: the straight one and the flexed one. The flexed part is designed as the toroidal sector. The design of the straight part may be single-conductor one with the conical site. The design of the light guide provides for improving the mechanical strength of the device and makes it safe to handle. Moreover, such a design allows for increasing optical transmission of the light guide with increasing light irradiance at the output end-face. Finally, the conical site in the straight part of the light guide provides for the localized light exposure.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до області медицини, а саме до інструментів для терапевтичної та ортопедичної 2 стоматології. Світловод може бути використаний для передачі світла у робочу зону при пломбуванні, реставрації та протезуванні зубів для тверднення фотополімерів, при діагностиці та світлолікуванні.The invention relates to the field of medicine, namely to tools for therapeutic and orthopedic 2 stomatology. The light guide can be used to transmit light to the working area during sealing, restoration and prosthetics of teeth for curing photopolymers, during diagnostics and phototherapy.

Відомий світловод |Вейнберг Б.Г., Саттаров Д.К. Оптика световодов. Изд.2-е, перераб. и доп. - Л.The famous optical fiber |Vainberg B.G., Sattarov D.K. Optics of light guides. 2nd edition, revised. and additional - L.

Машиностроение, 1977. - 320с., що являє собою зігнутий стержень сталого перерізу, виготовлений зі скла з високим показником заломлення, та має оболонку з матеріалу з меншим показником заломлення або дзеркальне покриття.Mashinostroenie, 1977. - 320 p., which is a bent rod of constant section, made of glass with a high refractive index, and has a shell made of a material with a lower refractive index or a mirror coating.

Недоліками цього пристрою є: - низька механічна міцність, з-за чого знижується безпека роботи зі світдоводом; - низьке світлопропускання світловоду, обумовлене тим, що радіус згину світловоду близький до його діаметру і частина промінів на згині виходить за межі світловода; 19 - завищена потужність джерела світла з-за низького світлопропускання:, - нерівномірність розподілення світлового потоку на вихідному торці, з-за чого окремі ділянки робочої зони отримують різну кількість опромінення, що призводить до зниження міцності фотополімеру в цілому, погіршенню якості світлолікування та помилкам при діагностиці.The disadvantages of this device are: - low mechanical strength, which reduces the safety of working with the light guide; - low light transmission of the fiber optic cable due to the fact that the bend radius of the fiber optic cable is close to its diameter and part of the rays at the bend go beyond the fiber optic cable; 19 - excessive power of the light source due to low light transmittance:, - uneven distribution of the light flux at the output end, due to which individual areas of the working area receive different amounts of irradiation, which leads to a decrease in the strength of the photopolymer as a whole, a deterioration in the quality of phototherapy and errors in diagnostics.

Відомий також світловод, виготовлений за способом згідно патента України Мо20253 А, що складається із зігнутої металевої трубки, заповненої оптичним волокном, вхідні та вихідні торці якого просочені клеєм.There is also a well-known optical fiber made by the method according to Ukrainian patent Mo20253 A, consisting of a bent metal tube filled with an optical fiber, the input and output ends of which are impregnated with glue.

Недоліками цього пристрою є: низьке світлопропускання світловода 3з-за неможливості отримання коефіцієнту заповнення більш ніж 0,7, а також низька стійкість світловода до інтенсивного опромінення, що зв'язано із застосуванням клею, який руйнується при тривалому інтенсивному опроміненні.The disadvantages of this device are: low light transmittance of the optical fiber 3 due to the impossibility of obtaining a filling factor of more than 0.7, as well as low resistance of the optical fiber to intense irradiation, which is associated with the use of glue, which is destroyed by long-term intensive irradiation.

Як прототип обрано багатожильний спресований зігнутий світловод., |(ІВейнбирг В.Б., Саттаров Д.К. Оптика с 29 световодов. Изд. 2-е, перераб. и доп. - Л., Машиностроение, 1977. - 320с.|. Ге)As a prototype, a multi-core compressed bent fiber optic cable was chosen, |(Iveinbirg V.B., Sattarov D.K. Optics with 29 fiber optic cables. 2nd ed., revised and supplemented. - L., Mashinostroenie, 1977. - 320 p.| . Heh)

Недоліками такого пристрою є низька механічна міцність, з-за чого знижується безпека роботи зі світловодом, та необхідність застосування високоякісного скла з малим показником послаблення (не гірше З категорії по ГОСТ 23136-78), що збільшує вартість світловоду.The disadvantages of such a device are low mechanical strength, due to which the safety of working with the fiber optic cable is reduced, and the need to use high-quality glass with a low attenuation index (no worse than category C according to GOST 23136-78), which increases the cost of the fiber optic cable.

Істотні ознаки: с - світловод розміщений у зігнутій металевій трубці; ча - пряма частина світловоду виконана одножильною; - пряма частина світловоду має конічну ділянку. соEssential features: c - the light guide is placed in a bent metal tube; cha - the straight part of the optical fiber is single-core; - the straight part of the optical fiber has a conical section. co

В основу винаходу поставлена задача створити такий силовий світловод для фотополімерізації, в якому с вдосконалення конструкції світловоду дозволило б забезпечити його механічну міцність для підвищення безпеки 3о роботи з ним. оThe invention is based on the task of creating such a power light guide for photopolymerization, in which improving the design of the light guide would ensure its mechanical strength to increase the safety of working with it. at

Поставлена задача вирішується тим, що світловод розміщений у зігнутій металевій трубці та складається з двох частин - прямої та зігнутої, причому зігнутий кінець трубки має тороїдальну поверхню, а зігнута частина світловода має форму сектора тора. Пряма частина світловода може бути виконана одножильною та мати « конічну ділянку. ЗThe problem is solved by the fact that the light guide is placed in a bent metal tube and consists of two parts - straight and bent, and the bent end of the tube has a toroidal surface, and the bent part of the light guide has the shape of a torus sector. The straight part of the optical fiber can be single-core and have a conical section. WITH

Використання металевої трубки дозволяє підвищити механічну міцність силового світловоду, внаслідок чого с підвищується безпека роботи зі світловодом.The use of a metal tube makes it possible to increase the mechanical strength of the power fiber optic cable, as a result of which the safety of working with the fiber optic cable increases.

Із» Виконання зігнутої частини світловода М вигляді сектора тора та зігнутої частини трубки з тороїдальною поверхнею забезпечує можливість зборки світловода.From" The execution of the bent part of the optical fiber M in the form of a torus sector and the bent part of the tube with a toroidal surface provides the possibility of assembling the optical fiber.

Для збільшення світлопропускання прямої частини світловода пропонується виконувати її одножильною, а 49 для локалізації потоку опромінення - хоча б частину одножильного світловода виконувати у вигляді конуса. о На фіг.1 зображений світловод силовий для фотополімерізації.To increase the light transmission of the straight part of the optical fiber, it is suggested to make it single-core, and to localize the radiation flow, at least part of the single-core optical fiber should be made in the form of a cone. o Figure 1 shows a power light guide for photopolymerization.

Ге | На фіг.2 зображений світловод силовий для фотополімеризації, пряма частина якого виконана одножильною.Ge | Fig. 2 shows a power optical fiber for photopolymerization, the straight part of which is made of a single core.

На фіг.3 зображений світловод силовий для фотополімеризації, пряма частина якого виконана одножильною бо та має конічну ділянку. -і 20 На фіг.4 наведені фотографії деталей, з яких складається світловод та світловод у зборі в тому числі пряма одножильна частина його, виконана у вигляді конуса (друга знизу). із У зігнутій металевій трубці 1 розташовані пряма 2 та зігнута З частини світловода.Fig. 3 shows a power optical fiber for photopolymerization, the straight part of which is made of a single-core fiber and has a conical section. - and 20 Fig. 4 shows photos of the parts that make up the light guide and the light guide as a whole, including its straight single-core part, made in the form of a cone (second from the bottom). with In the bent metal tube 1 there are a straight 2 and a bent Z part of the optical fiber.

Механічні навантаження несе в основному металева трубка 1. Світло спочатку проходить по прямій частині світловода 2, а потім по зігнутій частині З, що не порушує рівномірного розподілення світового потоку на 52 вихідному торці. У випадку, коли пряма частина світловода містить конічну ділянку, світло, проходячи поThe mechanical load is mainly borne by the metal tube 1. The light first passes along the straight part of the light guide 2, and then along the bent part C, which does not disturb the uniform distribution of the global flow at the output end 52. In the case when the straight part of the optical fiber contains a conical section, the light passing through

ГФ) такому світловоду, концентрується, тобто збільшується опроміненість на вихідному торці.HF) of such a light guide is concentrated, i.e., the irradiance at the output end increases.

Виконання прямої частини світловода одножильною дозволяє зменшити втрати світла (збільшити о світопропуекання) у силовому світловоді. Основні джерела втрат світла у прозорих світловодах такі: - поглинання та розсіяння світла у матеріалі світловоду; 60 - втрати при внутрішніх відбиттях на границі жила-оболонка; - втрати у оболонках жил; - зазори між волокнами (для проклеєних світловодів). Світловод має малу довжину (близько 1Осм). Втрати по п.1 залежать від матеріалу світловода та довжини шляху світла. Для даного світловою вони незначні. Втрати при внутрішніх відбиттях збільшуються із зменшенням діаметру світловедучої жили, тобто при збільшенні бо кількості внутрішніх відбитись. У одножильному світловоді ці втрати зведені до мінімуму. Втрати по пп.3,4 також зводяться до мінімуму в одножильному світловоді, оскільки оболонка тільки одна. Таким чином, світловод, у якого пряма частина одножильна, а зігнута - багатожильна, має високе світлопропускання.Making the straight part of the optical fiber single-core allows to reduce light losses (increase light transmission) in the power optical fiber. The main sources of light loss in transparent light guides are as follows: - absorption and scattering of light in the light guide material; 60 - losses due to internal reflections at the core-sheath boundary; - losses in vein sheaths; - gaps between fibers (for glued optical fibers). The light guide has a short length (about 1Osm). Losses according to item 1 depend on the material of the light guide and the length of the light path. For this light, they are insignificant. Losses due to internal reflections increase with a decrease in the diameter of the light-conducting core, that is, with an increase in the number of internal reflections. These losses are reduced to a minimum in a single-wire fiber optic cable. Losses according to paragraphs 3, 4 are also minimized in a single-wire optical fiber, since there is only one sheath. Thus, a fiber optic cable, in which the straight part is single-core, and the bent part is multi-core, has high light transmission.

Високе світлопропускання світловода, що складається з одножильної прямої та багатожильної зігнутої частин, дозволяє використовувати для його виготовлення дешеве скло вітчизняного виробництва (4-5 категорії) і весь технологічний процес виготовлення його проводити в Україні.The high light transmission of the optical fiber, which consists of single-stranded straight and multi-stranded bent parts, allows you to use cheap glass of domestic production (category 4-5) for its manufacture, and to carry out the entire manufacturing process in Ukraine.

Наявність конічної ділянки в прямій частині світловода, коли переріз світловода зменшується за ходом світла, дозволяє збільшити опроміненість на вихідному торці та локалізувати дію світла.The presence of a conical section in the straight part of the light guide, when the cross-section of the light guide decreases along the path of light, allows to increase the irradiance at the output end and localize the effect of light.

У теперішній час в Україні використовують силові світловоди для фотополімерізації тільки імпортного 70 виробництва, які багато коштують та мають малу механічну міцність, Пропонуєма нами конструкція має більш високі показники механічної міцності та безпеки у порівнянні із закордонними аналогами. Нашою фірмою розроблений технологічний процес та виготовлена дослідна партія світловодів. їх серійний випуск дозволить не тільки припинити імпорт, але й експортувати пристрій вітчизняного виробництва.At the present time in Ukraine, power light guides for photopolymerization are used only of imported 70 production, which cost a lot and have low mechanical strength. The design we offer has higher indicators of mechanical strength and safety compared to foreign analogues. Our company has developed a technological process and produced an experimental batch of optical fibers. their serial production will allow not only to stop imports, but also to export domestically produced devices.

Claims

19 Formula of the invention

1. Power optical fiber for photopolymerization, consisting of a multi-core compressed optical fiber, which is distinguished by the fact that the optical fiber is placed in a bent metal tube and consists of two parts - straight and bent, and the bent end of the metal tube has a toroidal surface, and the bent part of the optical fiber has the shape sectors of the torus.

2. Power optical fiber according to claim 1, which is characterized by the fact that the straight part of the optical fiber is single-core.

Z. Power light guide according to claim 2, which differs in that the straight part of the light guide has a conical section. s shchi 6) s u (ee) (ee) so

- and? (95) (ee) (ee) -i Ko) ime) 60 b5