WO2020054453A1 - 光プローブ - Google Patents
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- A61B2018/2294—Optical elements at the distal end of probe tips with a diffraction grating
Definitions
- the present invention relates to an optical probe.
- a laser ablation device inserts a catheter into which an optical fiber is inserted into the body of a patient, outputs laser light for ablation from the tip of the optical fiber, and irradiates the laser light to a target site such as an affected part to perform treatment.
- the distal end side of the optical fiber inserted into the catheter may be called an optical probe.
- a holding member for holding an optical fiber is attached to a distal end side of the optical fiber.
- a catheter is inserted into a blood vessel of a patient, and it is desired to irradiate a light beam such as a laser beam to a wall portion of the blood vessel.
- a light beam such as a laser beam
- the optical fiber of the optical probe is substantially parallel to the blood vessel, even if light is output from the distal end of the optical fiber in parallel to the optical axis, the light travels toward the distal end of the blood vessel, and the affected part is affected.
- the size of the optical probe inserted into a body such as a blood vessel is limited, so that it is difficult to adopt a complicated configuration as a means for changing the traveling direction of light. Further, if a complicated means is employed, it may be difficult to manufacture the device in a small size. Furthermore, in the technique described in Patent Document 1, there is a problem that the reflection member may rotate in the hollow hole, and the rotation direction cannot be fixed.
- the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an optical probe capable of changing a traveling direction of output light to a sideward direction.
- an optical probe includes a holding member that is attached to a distal end side of an optical fiber and holds the optical fiber.
- the traveling direction changing means for changing the direction to the direction toward the side with respect to the optical fiber is a reflector that is joined at a part of the surface of the holding member and reflects the output light.
- An optical probe includes a holding member attached to a distal end side of an optical fiber and holding the optical fiber, and a direction in which output light travels in a direction lateral to the optical fiber.
- the traveling direction changing means for changing to the above is a part of the holding member, and is constituted by a reflecting portion for reflecting the outputted light.
- a traveling direction changing unit that changes a traveling direction of light output from the optical fiber to a direction toward a side with respect to the optical fiber is provided on an end face of the optical fiber. It is characterized by.
- the optical probe according to one aspect of the present invention includes a holding member that holds the optical fiber, which is attached to a distal end side of the optical fiber, and the traveling direction changing unit is provided on the holding member, and the output direction is changed. It is a diffraction grating that diffracts light.
- the holding member includes an insertion hole, an enlarged hole that communicates with the insertion hole, and has an inner diameter larger than the insertion hole, and the optical fiber includes the insertion hole.
- the distal end face is inserted into the hole, and the distal end face is located at a boundary between the insertion hole and the enlarged diameter hole or at a position closer to the enlarged diameter hole than the boundary.
- the optical probe according to one aspect of the present invention is characterized in that a tip surface of the optical fiber from which the light is output is inclined with respect to an optical axis of the optical fiber.
- the optical probe according to one aspect of the present invention includes a reflector provided on a distal end surface of the optical fiber from which the light is output, transmitting the light, and reflecting light having a different wavelength from the light.
- the optical probe according to one aspect of the present invention is provided with a Bragg grating that is provided in a core portion of the optical fiber, transmits the light, and reflects light having a different wavelength from the light.
- the distal end surface of the optical fiber from which the light is output is inclined with respect to the optical axis of the optical fiber, and the traveling direction changing unit is provided on the distal end surface. And a reflector that reflects the light.
- the optical probe according to an aspect of the present invention includes a holding member that holds the optical fiber, which is attached to a distal end side of the optical fiber, wherein the holding member communicates with the insertion hole and the insertion hole, The optical fiber is inserted into the insertion hole of the holding member, and the distal end surface projects into the opening hole, and the optical fiber is inserted into the insertion hole of the holding member.
- the distal end face of the optical fiber is directed to the side opposite to the opening side of the opening hole.
- the optical probe according to one aspect of the present invention is characterized in that the outer shape of the holding member is substantially cylindrical.
- An optical probe according to one embodiment of the present invention is characterized in that the reflector or the Bragg grating that reflects light having a different wavelength from the light has a reflectance of 4% or more for light having a different wavelength from the light.
- An optical probe according to one embodiment of the present invention is characterized in that the reflector or the Bragg grating that reflects light having a different wavelength from the light has a reflectance of 40% or more for light having a different wavelength from the light.
- the optical probe according to one embodiment of the present invention is characterized in that a wavelength of light having a wavelength different from that of the light is separated from the wavelength of the light by 3 nm or more.
- the optical probe according to one aspect of the present invention includes the plurality of reflectors or the Bragg gratings that reflect a plurality of lights having different wavelengths from the light.
- the optical probe according to one embodiment of the present invention is characterized in that the wavelength of the light belongs to a 980 nm wavelength band, and the light having a different wavelength from the light belongs to a visible region, an O wavelength band, or a C wavelength band. .
- the optical probe according to one aspect of the present invention is characterized in that the optical fiber has a core diameter of 65 ⁇ m or more.
- an optical probe capable of changing the traveling direction of output light to a direction toward the side.
- FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the second embodiment.
- FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the third embodiment.
- FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the fourth embodiment.
- FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of a method for manufacturing the optical probe shown in FIG.
- FIG. 6 is an explanatory diagram of an example of a method for manufacturing the optical probe shown in FIG.
- FIG. 7 is an explanatory diagram of another example of the method for manufacturing the optical probe shown in FIG. FIG.
- FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the fifth embodiment.
- FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the sixth embodiment.
- FIG. 10 is an explanatory diagram of an example of the method for manufacturing an optical probe according to the fifth embodiment.
- FIG. 11A is an explanatory diagram of an example of the shape of the reflection surface.
- FIG. 11B is an explanatory diagram of an example of the shape of the reflection surface.
- FIG. 11C is an explanatory diagram of an example of the shape of the reflection surface.
- FIG. 12A is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the seventh embodiment.
- FIG. 12B is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the seventh embodiment.
- FIG. 12A is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the seventh embodiment.
- FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the eighth embodiment.
- FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the ninth embodiment.
- FIG. 15 is an explanatory diagram of an example of the method for manufacturing an optical probe according to the seventh embodiment.
- FIG. 16A is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the tenth embodiment.
- FIG. 16B is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the tenth embodiment.
- FIG. 17 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the eleventh embodiment.
- FIG. 18 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the twelfth embodiment.
- FIG. 19A is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of an optical probe according to Embodiment 13.
- FIG. 19B is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the thirteenth embodiment.
- FIG. 20 is an explanatory diagram of an example of a method for manufacturing the optical probe shown in FIG.
- FIG. 21 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of Configuration Example 1 of the optical fiber.
- FIG. 22 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of Configuration Example 2 of the optical fiber.
- FIG. 23 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the fourteenth embodiment.
- FIG. 24 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a configuration example 3 of the optical fiber.
- FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the first embodiment.
- the optical probe 10 is used, for example, in a laser ablation device for treatment, and is inserted into a lumen of a catheter.
- the optical probe 10 includes the optical fiber 1, the holding member 2, and the reflection film 3.
- the optical fiber 1 includes a glass optical fiber 1a having a core part and a clad part, and a coating 1b formed on the outer periphery of the glass optical fiber 1a. The coating 1b of the optical fiber 1 is removed at the tip side, and the glass optical fiber 1a is exposed by a predetermined length.
- the optical fiber 1 transmits the laser light L through the glass optical fiber 1a and outputs the laser light L from the tip.
- the laser beam L is, for example, a laser beam for cauterization, and its wavelength belongs to, for example, a 980 nm wavelength band.
- the 980 nm wavelength band is, for example, a wavelength band of 900 nm to 1000 nm.
- the proximal end of the optical fiber 1 is optically connected to a laser light source that generates a laser beam L.
- the glass optical fiber 1a is, for example, a multimode optical fiber and has a step index (SI) type or graded index (GI) type refractive index distribution.
- the glass optical fiber 1a is suitable for transmitting high-power light as long as the core diameter is 65 ⁇ m or more, but is not particularly limited.
- the holding member 2 is a member that holds the optical fiber 1 and is attached to the distal end side of the optical fiber 1.
- the holding member 2 has a substantially cylindrical outer shape and is made of glass in the present embodiment, but the constituent material is not limited to glass, and may be, for example, resin, ceramic, plastic, or the like.
- the diameter of the holding member 2 is, for example, about 1 to 2 mm or less.
- the holding member 2 has a substantially cylindrical shape, but may have a substantially polygonal pillar shape.
- the holding member 2 has an opening 2a, an optical fiber input hole 2b, and an insertion hole 2c.
- the optical fiber input hole 2b is formed to extend from the end face of the holding member 2 on the left side of the drawing along the central axis of the cylindrical shape of the holding member 2 or in the vicinity thereof, and the inner diameter thereof is gradually reduced.
- the insertion hole 2c communicates with the optical fiber input hole 2b on the distal end side (right side in the drawing) of the optical fiber input hole 2b, and is formed so as to extend along the central axis of the cylindrical shape of the holding member 2 or in the vicinity thereof. ing.
- the inner diameter of the insertion hole 2c is slightly larger than the outer diameter of the glass optical fiber 1a.
- the opening hole 2a communicates with the insertion hole 2c, and opens on the side surface in the direction in which the insertion hole 2c extends, that is, on the cylindrical outer peripheral surface of the holding member 2.
- the optical fiber 1 is inserted into the holding member 2 from the optical fiber input hole 2b, and is held by being fixed with an adhesive or the like.
- the exposed glass optical fiber 1a is inserted into the insertion hole 2c, and the tip protrudes into the opening 2a.
- the glass optical fiber 1a is bonded to the inner surface of the insertion hole 2c with an adhesive or the like.
- the portion of the optical fiber 1 which is input to the optical fiber input hole 2b, that is, the tip of the coating 1b is bonded to the inner surface of the optical fiber input hole 2b with an adhesive or the like.
- the holding member 2 has an inclined surface 2d in the opening 2a at a position facing the distal end surface of the optical fiber 1, that is, the distal end surface of the glass optical fiber 1a.
- a reflection film 3 as a reflector is provided on the inclined surface 2d.
- the reflection film 3 is made of a metal film, a dielectric multilayer film, or the like, and is provided on the inclined surface 2d by a known vapor deposition or chemical vapor deposition (CVD) method.
- the reflective film 3 may be separately formed and provided by being attached to the inclined surface 2d with an adhesive, an adhesive, or the like.
- the inclined surface 2 d and the reflection surface of the reflection film 3 are inclined at approximately 45 degrees with respect to the optical axis of the optical fiber 1.
- the reflection film 3 functions as a traveling direction changing unit that changes the traveling direction of the laser light L output from the optical fiber 1 to a direction toward the side with respect to the optical fiber 1.
- the reflection film 3 reflects the laser light L that travels along the optical axis of the optical fiber 1 after output, and changes the traveling direction by approximately 90 degrees.
- the traveling direction of the laser light L output from the optical fiber 1 is changed by approximately 90 degrees by the reflection film 3 provided on the holding member 2, and the traveling direction is changed to the side.
- the traveling direction of the laser light L can be changed with a simple, small, and easily manufactured configuration.
- the reflection film 3 is disposed in the opening 2a without protruding to the outer diameter side of the holding member 2, the outer diameter of the optical probe 10 can be reduced.
- FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the second embodiment.
- This optical probe 10A includes an optical fiber 1, a holding member 2A, and a reflecting member 3A.
- the holding member 2A is a member that holds the optical fiber 1 and is attached to the distal end side of the optical fiber 1.
- the holding member 2A has a substantially cylindrical outer shape and is made of glass in the present embodiment, but the constituent material is not limited to glass.
- the diameter of the holding member 2 is, for example, about 1 to 2 mm or less.
- the holding member 2A includes an opening 2Aa, an optical fiber input hole 2Ab, and an insertion hole 2Ac.
- the optical fiber input hole 2Ab and the insertion hole 2Ac are the same as the optical fiber input hole 2b and the insertion hole 2c in FIG.
- the opening 2Aa communicates with the insertion hole 2Ac, and opens on the side surface in the direction in which the insertion hole 2Ac extends, that is, on the outer peripheral surface of the cylindrical shape of the holding member 2A.
- the optical fiber 1 is held by the holding member 2A in the same manner as in the case of the optical probe 10 in FIG.
- a reflecting member 3A is provided in the opening 2Aa at a position facing the distal end surface of the optical fiber 1.
- the reflecting member 3A includes a member 3Aa having a shape such as a triangular prism or tetrahedron made of glass or the like, and a reflecting film 3Ab provided on one surface of the member 3Aa.
- the one surface of the member 3Aa and the reflection surface of the reflection film 3Ab are inclined by approximately 45 degrees with respect to the optical axis of the optical fiber 1.
- the reflection film 3Ab is formed of a metal film, a dielectric multilayer film, or the like, and is provided on the member 3Aa by a known deposition method, a CVD method, or the like. Note that the reflective film 3Ab may be separately prepared and provided by being attached to the member 3Aa with an adhesive, an adhesive, or the like.
- the member 3Aa is fixed in the opening 2a of the holding member 2A with an adhesive or the like.
- the reflection film 3Ab functions as a traveling direction changing unit, similarly to the reflection film 3 in the optical probe 10 of FIG.
- the reflection film 3Ab as a reflector is joined on a part of the surface of the holding member 2A.
- the reflection film 3Ab reflects the laser light L that travels along the optical axis of the optical fiber 1 after output, and changes the traveling direction by approximately 90 degrees.
- the traveling direction of the laser light L can be changed with a simple, small, and easily manufactured configuration.
- the reflection film 3Ab is disposed in the opening 2Aa without protruding to the outer diameter side of the holding member 2A, the outer diameter of the optical probe 10A can be reduced.
- FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the third embodiment.
- the optical probe 10B includes an optical fiber 1, a holding member 2B, and a reflecting member 3B.
- the holding member 2B is attached to the distal end side of the optical fiber 1.
- the holding member 2B has a substantially cylindrical outer shape and is made of glass in the present embodiment, but the constituent material is not limited to glass.
- the diameter of the holding member 2B is, for example, about 1 to 2 mm or less.
- the holding member 2B includes an optical fiber input hole 2Bb and an insertion hole 2Bc.
- the optical fiber input hole 2Bb has the same configuration as that of the optical fiber input hole 2b in FIG.
- the insertion hole 2Bc communicates with the optical fiber input hole 2Bb on the distal end side of the optical fiber input hole 2Bb, and is formed to extend along the central axis of the cylindrical shape of the holding member 2B or in the vicinity thereof.
- the inner diameter of the insertion hole 2Bc is slightly larger than the outer diameter of the glass optical fiber 1a.
- the insertion hole 2Bc penetrates to the end surface 2Bd of the holding member 2B located on the right side in the drawing.
- the optical fiber 1 is held by the holding member 2B in the same manner as in the case of the optical probe 10 in FIG. Note that the distal end face of the optical fiber 1 is located on the same plane as the end face 2Bd of the holding member 2B or slightly closer to the optical fiber input hole 2Bb than the end face 2Bd.
- the reflecting member 3B is provided on end surface 2Bd of holding member 2B.
- the reflecting member 3B includes a member 3Ba having a shape such as a triangular prism or a tetrahedron, and a reflecting film 3Bb provided on one surface of the member 3Ba.
- the member 3Ba is made of a material that transmits the laser light L, such as glass.
- the one surface of the member 3Ba and the reflection surface of the reflection film 3Bb are inclined by approximately 45 degrees with respect to the optical axis of the optical fiber 1.
- the reflection film 3Bb is formed of a metal film, a dielectric multilayer film, or the like, and is provided on the member 3Ba by a known vapor deposition or CVD method.
- the reflective film 3Bb may be provided by being separately manufactured and attached to the member 3Ba with an adhesive, an adhesive, or the like.
- the member 3Ba is fixed to an end surface 2Bd of the holding member 2B with an adhesive or the like.
- an antireflection film for the laser light L is formed on the surface of the member through which the laser light L passes, such as the end surface 2Bd of the holding member 2B and the surface of the member 3Ba that comes into contact with the holding member 2B.
- the reflection film 3Bb functions as a traveling direction changing unit, like the reflection film 3 in the optical probe 10 of FIG.
- the reflection film 3Bb as a reflector is joined on a part of the surface of the holding member 2B.
- the reflection film 3Bb reflects the laser light L that travels along the optical axis of the optical fiber 1 after output, and changes the traveling direction by approximately 90 degrees.
- the traveling direction of the laser light L can be changed with a simple, small, and easily manufactured configuration.
- the reflection film 3Bb is disposed without protruding to the outer diameter side of the holding member 2B, the outer diameter of the optical probe 10B can be reduced.
- the laser light L can be focused, diffused, or collimated. This makes it possible to control the power distribution of the laser light L at the irradiation target location such as the affected part.
- FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the fourth embodiment.
- This optical probe 10C includes an optical fiber 1, a holding member 2B, and a reflecting member 3C.
- the optical fiber 1 has the same configuration as the optical fiber in FIG.
- the holding member 2B has the same configuration as the holding member 2B in FIG.
- the optical fiber 1 is held by the holding member 2B in the same manner as in the case of the optical probe 10B of FIG. However, in the optical probe 10C, the distal end surface of the optical fiber 1 protrudes from the end surface 2Bd of the holding member 2B.
- Reflecting member 3C is provided on end surface 2Bd of holding member 2B.
- the reflecting member 3C is made of a material that reflects the laser light L such as a metal.
- the reflecting member 3C can be manufactured by, for example, shaving by machining, molding using a mold, or powder firing.
- the reflecting member 3C has a reflecting surface 3Ca inclined at approximately 45 degrees with respect to the optical axis of the optical fiber 1.
- the reflecting member 3C is fixed to an end face 2Bd of the holding member 2B with an adhesive or the like.
- the shape formed by the holding member 2B and the reflection member 3C is substantially the same as the shape of the holding member 2 in FIG.
- the reflection surface 3Ca functions as a traveling direction changing unit similarly to the reflection film 3 in the optical probe 10 of FIG.
- the reflecting member 3C as a reflector is joined at a part of the surface of the holding member 2B.
- the reflecting surface 3Ca reflects the laser beam L that travels along the optical axis of the optical fiber 1 after output, and changes the traveling direction by approximately 90 degrees.
- the traveling direction of the laser light L can be changed with a simple, small, and easily manufactured configuration.
- the reflecting member 3C is arranged so as not to protrude to the outer diameter side of the holding member 2B, it is possible to reduce the outer diameter of the optical probe 10C.
- the reflecting member 3C is made of metal, but is replaced with the reflecting member 3C and is made of a material that does not reflect the laser beam L or has a low reflectance, such as glass, resin, ceramic, or plastic.
- a reflecting member having substantially the same shape as the reflecting member 3C may be provided.
- the holding member 2B and the reflection member may be fixed by welding or an optical contact which is a method of joining surfaces polished with high precision by an intermolecular force. .
- the optical fiber 1 is inserted into the holding member 2A from the optical fiber input hole 2Ab, inserted into the insertion hole 2Ac, and while monitoring the position of the tip of the optical fiber 1 (the tip of the glass optical fiber 1a) from the direction of arrow A1.
- the relative position of the optical fiber 1 with respect to the holding member 2A is adjusted.
- the holding member 2A and the optical fiber 1 are fixed to each other.
- the reflection member 3A is fixed to a predetermined position of the holding member 2A to which the optical fiber 1 is fixed.
- the predetermined position is a predetermined position in the opening 2Aa of the holding member 2A.
- This predetermined position may be finely adjusted so that the relative position with respect to the optical fiber 1 is such that the optical path of the reflected laser beam L becomes a desired optical path.
- the reflecting film 3Ab may be provided on the member 3Aa.
- the optical fiber 1 is inserted into the holding member 2B from the optical fiber input hole 2Bb, inserted into the insertion hole 2Bc, and while monitoring the position of the tip of the optical fiber 1 (the tip of the glass optical fiber 1a) from the direction of arrow A1. Then, the relative position of the optical fiber 1 with respect to the holding member 2B is adjusted. Then, after the relative position becomes a predetermined position, the holding member 2B and the optical fiber 1 are fixed to each other. Subsequently, the reflection member 3B is fixed to a predetermined position of the holding member 2B to which the optical fiber 1 is fixed.
- the predetermined position is a predetermined position on the end surface 2Bd of the holding member 2B.
- the predetermined position may be finely adjusted so that the relative position with respect to the optical fiber 1 becomes the desired optical path of the laser beam L after reflection. Further, after the member 3Ba of the reflecting member 3B is fixed to the holding member 2B first, the reflecting film 3Bb may be provided on the member 3Ba.
- optical probes 10 and 10C according to the first and fourth embodiments shown in FIGS. 1 and 4 can be easily manufactured in the same manner as the simple manufacturing method shown in FIGS.
- the reflection member 3A is fixed to a predetermined position in the opening 2Aa of the holding member 2A.
- the optical fiber 1 is inserted into the holding member 2A from the optical fiber input hole 2Ab, inserted into the insertion hole 2Ac, and while monitoring the position of the tip of the optical fiber 1 from the direction of arrow A1, the optical fiber with respect to the holding member 2A is monitored. Adjust the relative position of 1.
- the holding member 2A and the optical fiber 1 are fixed to each other.
- the position where the optical fiber 1 is fixed may be finely adjusted so that the relative position with respect to the reflecting member 3A becomes the desired optical path of the laser beam L after reflection.
- optical probes 10, 10B, and 10C according to the first, third, and fourth embodiments shown in FIGS. 1, 3, and 4 can be easily manufactured in the same manner as the simple manufacturing method shown in FIG.
- FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the fifth embodiment.
- This optical probe 10D includes an optical fiber 1 and a holding member 2D.
- the optical fiber 1 has the same configuration as the optical fiber in FIG.
- the holding member 2D is attached to the distal end side of the optical fiber 1.
- the holding member 2D has a substantially cylindrical outer shape, and is made of a material such as a metal that reflects the laser light L.
- the diameter of the holding member 2D is, for example, about 1 to 2 mm or less.
- the holding member 2D can be manufactured by, for example, shaving by machining, molding using a mold, or powder firing.
- the holding member 2D includes an opening 2Da, an optical fiber input hole 2Db, and an insertion hole 2Dc.
- the optical fiber input hole 2Db is formed to extend from the end surface of the holding member 2D on the left side of the drawing along the central axis of the cylindrical shape of the holding member 2D or in the vicinity thereof, and the inner diameter thereof is substantially constant. The inner diameter may be gradually reduced.
- the insertion hole 2Dc communicates with the optical fiber input hole 2Db on the distal end side (right side in the drawing) of the optical fiber input hole 2Db, and is formed so as to extend along the cylindrical central axis of the holding member 2D or in the vicinity thereof. ing.
- the inner diameter of the insertion hole 2Dc is slightly larger than the outer diameter of the glass optical fiber 1a.
- the opening hole 2Da communicates with the insertion hole 2Dc, and opens on the side surface in the direction in which the insertion hole 2Dc extends, that is, on the cylindrical outer peripheral surface of the holding member 2D.
- the optical fiber 1 is held by the holding member 2D in the same manner as in the case of the optical probe 10 in FIG.
- the holding member 2D is provided with a reflection surface 2Dd constituting an inner wall of the opening 2Da at a position facing the distal end surface of the optical fiber 1.
- the reflection surface 2Dd is inclined by approximately 45 degrees with respect to the optical axis of the optical fiber 1.
- the reflection surface 2Dd is a part of the holding member 2D, and is a reflection portion that reflects the laser light L1 output from the optical fiber 1.
- the traveling direction changing unit is configured by the reflection surface 2Dd. That is, in the present embodiment, the reflecting surface 2Dd reflects the laser light L that travels along the optical axis of the optical fiber 1 after output, and changes the traveling direction by approximately 90 degrees.
- the traveling direction of the laser light L can be changed with a simple, small, and easily manufactured configuration.
- the reflection surface 2Dd is a part of the holding member 2D, the outer diameter of the optical probe 10D can be reduced in size and the number of parts used can be reduced.
- FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the sixth embodiment.
- This optical probe 10E includes an optical fiber 1 and a holding member 2E.
- the optical fiber 1 has the same configuration as the optical fiber in FIG.
- the holding member 2E is a member that holds the optical fiber 1 and is attached to the distal end side of the optical fiber 1.
- the holding member 2E has a substantially cylindrical outer shape, and is made of a material that transmits the laser beam L, such as glass.
- the diameter of the holding member 2E is, for example, about 1 to 2 mm or less.
- the holding member 2E includes an optical fiber input hole 2Eb, an insertion hole 2Ec, and a protrusion 2Ed.
- the optical fiber input hole 2Eb is formed so as to extend from the end surface of the holding member 2E on the left side of the drawing along the central axis of the cylindrical shape of the holding member 2E or in the vicinity thereof, and the inner diameter thereof is gradually reduced.
- the insertion hole 2Ec communicates with the optical fiber input hole 2Eb on the distal end side (right side in the drawing) of the optical fiber input hole 2Eb, and is formed so as to extend along the cylindrical central axis of the holding member 2E or in the vicinity thereof. ing.
- the inner diameter of the insertion hole 2Ec is slightly larger than the outer diameter of the glass optical fiber 1a.
- the protrusion 2Ed is formed on the end surface of the holding member 2E opposite to the end surface on which the optical fiber input hole 2Eb is formed.
- the protrusion 2Ed has a shape such as a triangular prism or a tetrahedron.
- the optical fiber 1 is held by the holding member 2E in the same manner as in the case of the optical probe 10 in FIG.
- the protrusion 2Ed has a reflection surface 2Ee as one surface.
- the reflection surface 2Ee is inclined by approximately 45 degrees with respect to the optical axis of the optical fiber 1.
- the reflection surface 2Ee is a part of the holding member 2E, and is a reflection portion that reflects the laser light L1 output from the optical fiber 1.
- the traveling direction changing means is constituted by the reflection surface 2Ee. That is, in the present embodiment, the reflection surface 2Ee reflects the laser light L that travels along the optical axis of the optical fiber 1 after output, and changes the traveling direction by approximately 90 degrees.
- the traveling direction of the laser light L can be changed with a simple, small, and easily manufactured configuration.
- the reflection surface 2Ee is a part of the holding member 2E, the outer diameter of the optical probe 10E can be reduced in size and the number of parts used can be reduced.
- the laser light L can be focused, diffused, or collimated. This makes it possible to control the power distribution of the laser beam L at the irradiation target location such as the affected part.
- the optical fiber 1 is inserted into the holding member 2D from the optical fiber input hole 2Db, inserted into the insertion hole 2Dc, and while monitoring the position of the tip of the optical fiber 1 (the tip of the glass optical fiber 1a) from the direction of arrow A1.
- the relative position of the optical fiber 1 with respect to the holding member 2D is adjusted.
- the holding member 2D and the optical fiber 1 are fixed to each other.
- the position where the optical fiber 1 is fixed may be finely adjusted so that the relative position with respect to the reflection surface 2Dd becomes the desired optical path of the laser beam L after the reflection.
- the optical probe 10E according to the sixth embodiment shown in FIG. 9 can also be easily manufactured in the same manner as the simple manufacturing method shown in FIG.
- the shape of the reflection surface in each embodiment will be described.
- the reflecting surface of the laser beam L in the above or the following embodiment is described as a flat surface like the reflecting surface R1 in FIG. 11A, it may be concave like the reflecting surface R2 in FIG. It may be convex like the reflection surface R3.
- the shape may be a spherical shape, a parabolic shape, or another shape.
- FIG. 12A and 12B are schematic diagrams illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the seventh embodiment.
- the optical probe 10 includes an optical fiber 1F, a holding member 2F, and a reflection film 3.
- the optical fiber 1F includes a glass optical fiber 1Fa having a core 1Faa and a cladding 1Fab, and a coating 1Fb formed on the outer periphery of the glass optical fiber 1Fa.
- the coating 1Fb is removed from the distal end of the optical fiber 1F, and the glass optical fiber 1Fa is exposed by a predetermined length.
- the optical fiber 1F has the same configuration as the optical fiber 1 except that the distal end face 1Fac from which the laser light L is output is inclined with respect to the optical axis of the optical fiber 1F, that is, the optical axis of the glass optical fiber 1Fa. The description is omitted as appropriate.
- the laser beam L is output in a direction inclined with respect to the optical axis of the optical fiber 1F according to the inclination angle.
- the tip surface 1Fac is inclined, for example, by about 10 degrees with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the optical fiber 1F.
- Such an inclination angle can be easily formed by a fiber cutter, mechanical polishing, chemical etching, or the like.
- the holding member 2F is attached to the distal end side of the optical fiber 1F.
- the holding member 2F includes an opening 2Fa, an optical fiber input hole 2Fb, and an insertion hole 2Fc.
- the optical fiber input hole 2Fb and the insertion hole 2Fc have the same configurations as the opening hole 2a, the optical fiber input hole 2b, and the insertion hole 2c in FIG.
- the optical fiber 1 is held by the holding member 2A in the same manner as in the case of the optical probe 10 in FIG.
- the holding member 2F has an inclined surface 2Fd at a position facing the distal end surface 1Fac of the optical fiber 1F in the opening 2Fa.
- a reflection film 3 as a reflector is provided on the inclined surface 2Fd.
- the inclined surface 2Fd and the reflecting surface of the reflecting film 3 are inclined at a predetermined angle with respect to the optical axis of the optical fiber 1F.
- the reflection film 3 functions as a traveling direction changing unit that changes the traveling direction of the laser light L output from the optical fiber 1F to a direction toward the side with respect to the optical fiber 1F.
- the reflection film 3 reflects the laser beam L that travels in a direction inclined with respect to the optical axis of the optical fiber 1F after output, and the traveling direction is approximately 90 degrees with respect to the optical axis of the optical fiber 1F. Change to make a degree.
- the inclination angle of the inclined surface 2Fd is set to a gentler inclination angle than the inclined surface 2d of the holding member 2 in FIG.
- the traveling direction of the laser light L can be changed with a simple, small, and easily manufactured configuration.
- the reflective film 3 is disposed in the opening 2Fa without protruding to the outer diameter side of the holding member 2F, the outer diameter of the optical probe 10F can be reduced.
- FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the eighth embodiment.
- This optical probe 10G has a configuration in which the optical fiber 1 is replaced by an optical fiber 1F and the reflecting member 3A is replaced by a reflecting member 3G in the configuration of the optical probe 10A of FIG.
- the reflecting member 3G is provided at a position facing the distal end surface of the optical fiber 1F in the opening 2Aa.
- the reflecting member 3G includes a member 3Ga having a shape such as a triangular prism or tetrahedron made of glass or the like, and a reflecting film 3Gb provided on one surface of the member 3Ga.
- the reflection film 3Gb functions as a traveling direction changing unit that changes the traveling direction of the laser light L output from the optical fiber 1F to a direction toward the side with respect to the optical fiber 1F.
- the reflection film 3Gb reflects the laser beam L that travels in a direction inclined with respect to the optical axis of the optical fiber 1F after output, and the traveling direction is approximately 90 degrees with respect to the optical axis of the optical fiber 1F. Change to make a degree.
- the inclination angle of the reflection film 3Gb is set to be gentler than that of the reflection film 3Ab in FIG.
- the traveling direction of the laser light L can be changed with a simple, small, and easily manufactured configuration.
- the reflection film 3Fb is disposed in the opening 2Aa without protruding to the outer diameter side of the holding member 2A, the outer diameter of the optical probe 10F can be reduced.
- FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the ninth embodiment.
- the optical probe 10H includes an optical fiber 1F, a holding member 2H, and a diffraction grating plate 3H.
- the holding member 2H is attached to the distal end side of the optical fiber 1.
- the holding member 2H has a substantially cylindrical outer shape, and is made of glass in the present embodiment.
- the constituent material is not limited to glass, and the holding member 2H may transmit the laser beam L at a desired transmittance.
- the diameter of the holding member 2 is, for example, about 1 to 2 mm or less.
- the holding member 2H includes an opening 2Ha, an optical fiber input hole and an insertion hole (not shown).
- the optical fiber input hole and the insertion hole have the same configuration as the optical fiber input hole 2b and the insertion hole 2c in FIG.
- the opening hole 2Ha communicates with the insertion hole, and opens on the side surface in the direction in which the insertion hole extends, that is, on the cylindrical outer peripheral surface of the holding member 2H.
- the holding member 2H has an inclined surface 2Hd at a position facing the distal end surface 1Fac of the optical fiber 1F in the opening 2Ha.
- the optical fiber 1F is held by the holding member 2A so that the distal end face 1Fac of the optical fiber 1F comes into contact with the inclined surface 2Hd in the same manner as the optical probe 10 of FIG. It is preferable that an antireflection film for the laser beam L is formed on the inclined surface 2Hd.
- the holding member 2H has an inclined surface 2He as a tip surface on the right side of the drawing.
- the inclined surface 2Hd and the inclined surface 2He are inclined in different directions from each other, and the tip 2Hf of the holding member 2H has a trapezoidal cross section.
- a diffraction grating plate 3H is provided on the inclined surface 2He.
- the diffraction grating plate 3H is a transmission type. It is preferable that an antireflection film for the laser light L is formed on the surface of the member through which the laser light L passes, such as the inclined surface 2He of the holding member 2H and the surface of the diffraction grating plate 3H that comes into contact with the holding member 2H. .
- the diffraction grating plate 3H functions as a traveling direction changing unit that changes the traveling direction of the laser light L output from the optical fiber 1F to a direction toward the side with respect to the optical fiber 1F.
- the diffraction grating plate 3H diffracts the laser light L that travels in a direction inclined with respect to the optical axis of the optical fiber 1F after output, and the traveling direction is the light of the optical fiber 1F.
- the angle is changed so as to be approximately 90 degrees with respect to the axis.
- the arrangement direction of the diffraction grating in the diffraction grating plate 3H is set so as to be parallel to the plane of the optical path of the laser light L before and after the output from the optical fiber 1F.
- the traveling direction of the laser light L can be changed with a simple, small, and easily manufactured configuration.
- the diffraction grating plate 3H is arranged so as not to protrude to the outer diameter side of the holding member 2H, it is possible to reduce the outer diameter of the optical probe 10H.
- the optical fiber 1F is inserted into the holding member 2F from the optical fiber input hole 2Fb, inserted into the insertion hole 2Fc, and the relative position of the optical fiber 1F with respect to the holding member 2F is adjusted. Subsequently, after these relative positions become the predetermined positions, the optical fiber 1F is rotated around the axis with respect to the holding member 2F while the tip of the optical fiber 1F is monitored from the direction of the arrow A1, and the rotational alignment is performed. I do.
- the tip surface 1Fac of the optical fiber 1F is inclined, it can be a key for positioning in rotational alignment.
- the relative position of the optical fiber 1F with respect to the holding member 2F may be finely adjusted so that the optical path of the laser light L becomes a desired optical path.
- the optical probe 10G according to the eighth embodiment shown in FIG. 13 can also be easily manufactured in the same manner as the simple manufacturing method shown in FIG.
- the method of manufacturing the optical probe 10H according to the ninth embodiment shown in FIG. 14 for example, first, the optical fiber 1F is rotationally aligned, and the distal end surface 1Fac and the inclined surface 2Hd of the holding member 2H are brought into contact with each other. At this time, the tip surface 1Fac and the inclined surface 2Hd may be bonded. Thereby, the rotational position of the front end face 1Fac is determined. Thereafter, the diffraction grating plate 3H may be positioned and fixed at a predetermined position on the inclined surface 2He.
- FIG. 16A and 16B are schematic diagrams illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the tenth embodiment.
- the optical probe 10I includes an optical fiber 1, a holding member 2I, and a reflecting member 3B.
- the holding member 2I includes an optical fiber input hole 2Ib, an insertion hole 2Ic, an enlarged diameter hole 2Ie, and an end face 2Id.
- the optical fiber input hole 2Ib and the insertion hole 2Ic have the same configuration as the optical fiber input hole 2Bb and the insertion hole 2Bc of the holding member 2B shown in FIG.
- the enlarged diameter hole 2Ie is provided on the end face 2Id of the holding member 2I located on the right side in the drawing, and communicates with the insertion hole 2Ic.
- the enlarged diameter hole 2Ie has a larger inner diameter than the insertion hole 2Ic.
- the enlarged diameter hole 2Ie is formed such that the inner diameter gradually increases from the side communicating with the insertion hole 2Ic toward the end surface 2Id.
- the reflecting member 3B is provided on the end face 2Id of the holding member 2I as in the case of FIG.
- the configuration and function of the reflecting member 3B are the same as those of the third embodiment shown in FIG.
- the optical fiber 1 has a distal end face located closer to the optical fiber input hole 2Ib than the end face 2Id of the holding member 2I, and further has an insertion hole 2Ic and an enlarged diameter hole. It is located on the boundary with 2Ie or on the side of the larger diameter hole 2Ie than the boundary. In the present embodiment, specifically, the distal end surface is located closer to the enlarged diameter hole 2Ie than the boundary.
- the glass optical fiber 1a includes a core portion 1aa and a cladding portion 1ab, and the beam diameter of the laser light L is increased after being output from the core portion 1aa.
- the enlarged diameter hole 2Ie functions so that the laser beam L is not blocked by the holding member 2I even when the beam diameter of the laser beam L is increased in this way.
- the inner diameter of the enlarged diameter hole 2Ie is such that the laser beam L is blocked by the holding member 2I in consideration of the NA (numerical aperture) of the glass optical fiber 1a, the distance between the front end face and the end face 2Id of the glass optical fiber 1a.
- the inner diameter is set so that it cannot be adjusted.
- FIG. 17 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the eleventh embodiment.
- the optical probe according to Embodiment 11 is obtained by replacing the holding member 2I of the optical probe 10I according to Embodiment 10 shown in FIG. 16B with a holding member 2J.
- the enlarged diameter hole 2Je is provided in the end face 2Jd of the holding member 2J, and communicates with the insertion hole 2Jc.
- the enlarged diameter hole 2Je is larger than the insertion hole 2Jc, and has a substantially constant inner diameter in the extending direction.
- the enlarged diameter hole 2Je also functions so that the laser beam L whose beam diameter has been expanded after being output from the core portion 1aa is not blocked by the holding member 2J, and is set to an inner diameter that realizes the function.
- FIG. 18 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the twelfth embodiment.
- the optical probe 10K includes an optical fiber 1K and a reflection film 3K.
- the optical fiber 1K includes a glass optical fiber 1Ka having a core 1Kaa and a cladding 1Kab, and a coating 1Kb formed on the outer periphery of the glass optical fiber 1Ka.
- the coating 1Kb of the optical fiber 1K is removed at the tip side, and the glass optical fiber 1Ka is exposed by a predetermined length.
- the optical fiber 1K has the same configuration as the optical fiber 1 except that the tip surface 1Kac from which the laser light L is output is inclined with respect to the optical axis of the optical fiber 1K, that is, the optical axis of the glass optical fiber 1Ka. The description is omitted as appropriate.
- the tip surface 1Kac is inclined at about 45 degrees with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the optical fiber 1K. Such an inclination angle can be easily formed by a fiber cutter, mechanical polishing, chemical etching, or the like.
- the reflective film 3K which is a reflector, is provided on the tip surface 1Kac.
- the reflection film 3K is formed of a metal film, a dielectric multilayer film, or the like.
- the reflection film 3K functions as a traveling direction changing unit that changes the traveling direction of the laser light L output from the optical fiber 1K to a direction toward the side with respect to the optical fiber 1K.
- the reflection film 3K reflects the laser beam L and changes its traveling direction by approximately 90 degrees.
- the traveling direction of the laser light L can be changed with a simple, small, and easily manufactured configuration.
- the reflection film 3K is provided on the distal end face 1Kac of the optical fiber 1K, it is possible to reduce the outer diameter of the optical probe 10K and reduce the number of parts used.
- FIGS. 19A and 19B are schematic diagrams illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the thirteenth embodiment.
- this optical probe 10KA inserts the optical fiber 1K of the optical probe 10K of Embodiment 12 from the optical fiber input hole 2Ab of the holding member 2A shown in FIG. It has a configuration in which it is inserted and fixed to the holding member 2A so that the tip protrudes into the opening 2Aa.
- the distal end face 1Kac of the optical fiber 1K faces the side opposite to the opening side of the opening 2Aa.
- the reflection film 3K reflects the laser beam L, changes its traveling direction by approximately 90 degrees, and outputs the laser beam L from the opening 2Aa.
- the traveling direction of the laser light L can be changed with a simple, small, and easily manufactured configuration.
- the reflection film 3K is provided on the distal end face 1Kac of the optical fiber 1K, the outer diameter of the optical probe 10KA can be reduced in size and the number of parts used can be reduced. Further, the distal end surface of the optical fiber 1K can be protected by the holding member 2A.
- the optical fiber 1K is inserted into the holding member 2A from the optical fiber input hole 2Ab, inserted into the insertion hole 2Ac, and the relative position of the optical fiber 1K with respect to the holding member 2A is adjusted. Subsequently, after these relative positions have reached predetermined positions, the optical fiber 1K is rotated around the axis with respect to the holding member 2A while monitoring the tip of the optical fiber 1K from the direction of the arrow A1, thereby performing rotational alignment. I do.
- the tip surface 1Kac of the optical fiber 1K is inclined, it can be a key for positioning in rotational alignment.
- the relative position of the optical fiber 1K with respect to the holding member 2A may be finely adjusted so that the optical path of the laser light L becomes a desired optical path.
- the holding member 2A and the optical fiber 1K are fixed to each other.
- FIG. 21 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of Configuration Example 1 of the optical fiber.
- the optical fiber 1L includes a glass optical fiber 1La having a core 1Laa and a cladding 1Lab, and a coating 1Lb formed on the outer periphery of the glass optical fiber 1La.
- the coating 1Lb is removed from the distal end of the optical fiber 1L, and the glass optical fiber 1La is exposed by a predetermined length.
- the glass optical fiber 1La has the same configuration as the glass optical fiber 1a shown in FIG.
- Reflecting film 1Ld which is a reflector, is provided on tip end surface 1Lac of glass optical fiber 1La.
- the reflection film 1Ld is, for example, a dielectric multilayer film.
- the optical fiber 1L transmits the laser light L1 in the glass optical fiber 1La.
- the laser beam L1 is, for example, a laser beam for cauterization.
- the optical fiber 1L transmits the monitor light L2 in the glass optical fiber 1La.
- the wavelength of the monitor light L2 is different from the wavelength of the laser light L1, and is separated by, for example, 3 nm or more.
- the wavelength of the laser light L1 belongs to the 980 nm wavelength band
- the monitor light L2 belongs to the visible region, the O wavelength band, or the C wavelength band.
- the O wavelength band is, for example, a wavelength band of 1260 nm to 1360 nm.
- the C wavelength band is, for example, a wavelength band of 1530 nm to 1565 nm.
- the reflection film 1Ld transmits the laser beam L1. Thereby, the laser light L1 is transmitted through the reflection film 1Ld and output.
- the reflection film 1Ld reflects the monitor light L2 toward the base end. As a result, the monitor light L2 is output from the base end side, and can be used for detecting bending or bending of the optical fiber 1L.
- the reflectance of the reflection film 1Ld with respect to the monitor light L2 is preferably 4% or more, and more preferably 40% or more.
- optical fiber 1L is integrally formed with the reflection film 1Ld as a reflection mechanism, it can be made compact. Such an optical fiber 1L can be used in place of, for example, the optical fiber 1 of the above embodiment.
- FIG. 22 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of Configuration Example 2 of the optical fiber.
- the optical fiber 1M includes a glass optical fiber 1Ma having a core portion 1Maa and a cladding portion 1Mab, and a coating 1Mb formed on the outer periphery of the glass optical fiber 1Ma.
- the coating 1Mb is removed from the distal end of the optical fiber 1M, and the glass optical fiber 1Ma is exposed by a predetermined length.
- the glass optical fiber 1Ma has the same configuration as the glass optical fiber 1a shown in FIG.
- a Bragg grating G as a reflector is provided on the core 1Maa on the tip side of the glass optical fiber 1Ma.
- the Bragg grating G is configured such that the refractive index periodically changes along the longitudinal direction of the core portion 1Maa.
- the optical fiber 1M transmits the laser light L1 and the monitor light L2 in the glass optical fiber 1Ma.
- the Bragg grating G transmits the laser beam L1.
- the laser light L1 passes through the Bragg grating G and is output.
- the Bragg grating G reflects the monitor light L2 toward the base end.
- the monitor light L2 is output from the base end side, and can be used for detecting bending or bending of the optical fiber 1M.
- the reflectance of the Bragg grating G with respect to the monitor light L2 is preferably 4% or more, and more preferably 40% or more.
- the optical fiber 1M has a built-in Bragg grating G as a reflection mechanism, so that it can be made compact.
- Such an optical fiber 1M can be used, for example, in place of the optical fiber 1 of the above embodiment.
- FIG. 23 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical probe according to the fourteenth embodiment.
- This optical probe 10N includes an optical fiber 1N and a reflection film 3K.
- the optical fiber 1N includes a glass optical fiber 1Na having a core portion 1Naa and a cladding portion 1Nab, and a coating 1Nb formed on the outer periphery of the glass optical fiber 1Na.
- the coating 1Nb of the optical fiber 1N is removed at the tip side, and the glass optical fiber 1Na is exposed by a predetermined length.
- the optical fiber 1N has the same configuration as the optical fiber 1M except that the tip end surface 1Nac from which the laser light L1 is output is inclined with respect to the optical axis of the optical fiber 1N, that is, the optical axis of the glass optical fiber 1Na. The description is omitted as appropriate.
- a Bragg grating G which is a reflector, is provided on the core portion 1Naa on the tip side of the glass optical fiber 1Na.
- the tip surface 1Nac is inclined at about 45 degrees with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the optical fiber 1N, and is provided with a reflective film 3K as a reflector.
- the optical fiber 1N transmits the laser light L1 and the monitor light L2 in the glass optical fiber 1Na.
- the Bragg grating G transmits the laser beam L1.
- the laser light L1 passes through the Bragg grating G and is output.
- the reflection film 3K reflects the laser light L1 output from the optical fiber 1N and changes its traveling direction by approximately 90 degrees.
- the Bragg grating G reflects the monitor light L2 toward the base end.
- the monitor light L2 is output from the base end side and can be used for detecting bending or breakage of the optical fiber 1N.
- FIG. 24 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a configuration example 3 of the optical fiber.
- the optical fiber 1P includes a glass optical fiber 1Pa having a core 1Paa and a cladding 1Pab, and a coating 1Pb formed on the outer periphery of the glass optical fiber 1Pa.
- the coating 1Pb of the optical fiber 1P is removed on the tip side, and the glass optical fiber 1Pa is exposed by a predetermined length.
- a reflective film 1Pd which is a reflector, is provided on the tip surface 1Pac of the glass optical fiber 1Pa.
- the reflection film 1Pd is, for example, a dielectric multilayer film.
- a Bragg grating G which is a reflector, is provided on the core portion 1Paa on the tip side of the glass optical fiber 1Pa.
- the optical fiber 1P transmits the laser light L1 and the monitor lights L2 and L3 in the glass optical fiber 1Pa.
- the wavelength of the monitor light L3 is different from the wavelength of the laser light L1, and is separated by, for example, 3 nm or more. Further, the wavelength of the monitor light L3 is also different from the wavelength of the monitor light L2.
- the wavelength of the laser light L1 belongs to the 980 nm wavelength band
- the monitor light L3 belongs to the visible region, the O wavelength band, or the C wavelength band.
- the Bragg grating G and the reflection film 1Pd transmit the laser light L1. Thereby, the laser light L1 is transmitted through the Bragg grating G and the reflection film 1Pd and output.
- the Bragg grating G transmits the monitor light L3 and reflects the monitor light L2 to the base end side.
- the reflection film 1Pd reflects the monitor light L3 toward the base end. As a result, the monitor lights L2 and L3 are output from the base end side, and can be used for detecting bending or bending of the optical fiber 1P.
- the optical fiber 1P can be made compact because the Bragg grating G as a reflection mechanism and the reflection film 1Pd are integrally formed. Such an optical fiber 1P can be used, for example, in place of the optical fiber 1 of the above embodiment.
- the configuration of the optical fiber provided with the reflection mechanism is not limited to the above-described configuration example, and the core portion may include a plurality of Bragg gratings that reflect different wavelengths. Further, a configuration in which a reflective film having a characteristic of reflecting a plurality of different wavelengths from each other may be formed on the distal end surface of the optical fiber.
- the traveling direction of the laser light output from the optical fiber is changed by approximately 90 degrees.
- the traveling direction of the changed light is not limited to 90 degrees.
- the angle may be from 45 degrees to 135 degrees with respect to the optical axis.
- aiming light is input from the base end side of the optical fiber of the optical probe in addition to the laser light L. You may. Normally, visible light is used as the aiming light. The aiming light is output from the tip of the optical fiber like the laser light L.
- the present invention is not limited by the above embodiments.
- the present invention also includes a configuration obtained by appropriately combining the components of the above-described embodiments. Further, further effects and modified examples can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspects of the present invention are not limited to the above embodiments, and various modifications are possible.
- the optical probe according to the present invention is useful as an optical probe on the distal end side of an optical fiber used for a catheter to be inserted into a patient's body.
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Abstract
出力する光の進行方向を側方に向かう方向に変更することができる光プローブを提供することを目的とする。光プローブは、先端から光を出力する光ファイバと、出力した光の進行方向を光ファイバに対して側方に向かう方向に変更する進行方向変更手段と、を備える。光プローブは、光ファイバの先端側に取り付けられた、光ファイバを保持する保持部材を備え、進行方向変更手段は、保持部材に設けた、出力した光を反射する反射体であってもよい。
Description
本発明は、光プローブに関する。
患者の体の内部に対して治療を行う技術が知られている。このような技術は、たとえばレーザ焼灼装置において用いられる。レーザ焼灼装置は、たとえば光ファイバが挿入されたカテーテルを患者の体内に挿入し、光ファイバの先端から焼灼用のレーザ光を出力させて患部等の対象箇所に向かって照射し、治療を行うものである(特許文献1参照)。カテーテルに挿入された光ファイバの先端側は光プローブと呼ばれる場合がある。一般的に、光プローブでは、光ファイバを保持するための保持部材が光ファイバの先端側に取り付けられている。
たとえばカテーテルを患者の血管に挿入し、血管の壁面の部位に対して、レーザ光などの光を照射したい場合がある。しかしながら、この場合、光プローブの光ファイバは血管と略平行になるため、光ファイバの先端から、その光軸に平行に光を出力しても、血管の先方に光が進行してしまい、患部などの目標とする部位に光が照射し難い場合がある。したがって、光ファイバから出力された光の進行方向を側方に向かう方向に変更し、光を血管の壁面に向けることが好ましい。
しかしながら、血管等の体内に挿入される光プローブには、サイズ上の制約があるため、光の進行方向を変更する手段として、複雑な構成を採用することが困難である。また、複雑な構成な手段を採用すると、小さいサイズで製造するには困難な場合がある。さらに、特許文献1に記載の技術においては、反射部材が中空孔内の中で回転する可能性があり、回転方向を固定できないという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、出力する光の進行方向を側方に向かう方向に変更できる光プローブを提供することにある。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光プローブは、光ファイバの先端側に取り付けられ、前記光ファイバを保持する保持部材を備え、出力した光の進行方向を前記光ファイバに対して側方に向かう方向に変更する進行方向変更手段は、前記保持部材の一部の面で接合し、前記出力した光を反射する反射体であることを特徴とする。
本発明の一態様に係る光プローブは、光ファイバの先端側に取り付けられた、前記光ファイバを保持する保持部材を備え、出力した光の進行方向を前記光ファイバに対して側方に向かう方向に変更する進行方向変更手段は、前記保持部材の一部であり、前記出力した光を反射する反射部によって構成されていることを特徴とする。
本発明の一態様に係る光プローブは、光ファイバから出力する光の進行方向を前記光ファイバに対して側方に向かう方向に変更する進行方向変更手段が、前記光ファイバの端面に設けられることを特徴とする。
本発明の一態様に係る光プローブは、前記光ファイバの先端側に取り付けられた、前記光ファイバを保持する保持部材を備え、前記進行方向変更手段は、前記保持部材に設けた、前記出力した光を回折する回折格子であることを特徴とする。
本発明の一態様に係る光プローブは、前記保持部材は、挿通穴と、前記挿通穴と連通し、前記挿通穴よりも内径が大きい拡径穴とを有し、前記光ファイバは、前記挿通穴に挿通されているとともに、前記先端面が前記挿通穴と前記拡径穴との境界、または該境界よりも前記拡径穴側に位置していることを特徴とする。
本発明の一態様に係る光プローブは、前記光ファイバの前記光が出力する先端面は、前記光ファイバの光軸に対して傾斜していることを特徴とする。
本発明の一態様に係る光プローブは、前記光ファイバの前記光が出力する先端面に設けられ、前記光を透過し、前記光とは波長が異なる光を反射する反射体を備えることを特徴とする。
本発明の一態様に係る光プローブは、前記光ファイバのコア部に設けられ、前記光を透過し、前記光とは波長が異なる光を反射するブラッググレーティングを備えることを特徴とする。
本発明の一態様に係る光プローブは、前記光ファイバの前記光が出力する先端面は、前記光ファイバの光軸に対して傾斜しており、前記進行方向変更手段は、前記先端面に設けられた、前記光を反射する反射体であることを特徴とする。
本発明の一態様に係る光プローブは、前記光ファイバの先端側に取り付けられた、前記光ファイバを保持する保持部材を備え、前記保持部材は、挿通穴と、前記挿通穴と連通し、前記挿通穴が延伸する方向に対する側面に開口する開口穴とを有しており、前記光ファイバは前記保持部材の挿通穴に挿通されているとともに、前記先端面が前記開口穴の内部に突出し、前記光ファイバの先端面が前記開口穴の開口側とは反対側に向いていることを特徴とする。
本発明の一態様に係る光プローブは、前記保持部材の外形は、略円柱形状であることを特徴とする。
本発明の一態様に係る光プローブは、前記光とは波長が異なる光を反射する反射体または前記ブラッググレーティングは、前記光とは波長が異なる光に対する反射率が4%以上であることを特徴とする。
本発明の一態様に係る光プローブは、前記光とは波長が異なる光を反射する反射体または前記ブラッググレーティングは、前記光とは波長が異なる光に対する反射率が40%以上であることを特徴とする。
本発明の一態様に係る光プローブは、前記光とは波長が異なる光の波長は、前記光の波長から3nm以上だけ離れていることを特徴とする。
本発明の一態様に係る光プローブは、前記光とは波長が異なる複数の光を反射する複数の前記反射体または前記ブラッググレーティングを備えることを特徴とする。
本発明の一態様に係る光プローブは、前記光の波長は980nm波長帯に属し、前記光とは波長が異なる光は、可視領域、O波長帯、またはC波長帯に属することを特徴とする。
本発明の一態様に係る光プローブは、前記光ファイバはコア径が65μm以上であることを特徴とする。
本発明によれば、出力する光の進行方向を側方に向かう方向に変更できる光プローブを実現できるという効果を奏する。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。この光プローブ10は、たとえば治療のためのレーザ焼灼装置に用いられるものであって、カテーテルのルーメンに挿入されるものである。
図1は、実施形態1に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。この光プローブ10は、たとえば治療のためのレーザ焼灼装置に用いられるものであって、カテーテルのルーメンに挿入されるものである。
光プローブ10は、光ファイバ1と、保持部材2と、反射膜3とを備えている。光ファイバ1は、コア部とクラッド部とを有するガラス光ファイバ1aと、ガラス光ファイバ1aの外周に形成された被覆1bとを備える。光ファイバ1はその先端側において被覆1bが除去され、所定の長さだけガラス光ファイバ1aが露出している。光ファイバ1は、ガラス光ファイバ1aにおいてレーザ光Lを伝送し、その先端から出力する。レーザ光Lはたとえば焼灼用のレーザ光であり、その波長はたとえば980nm波長帯に属する。980nm波長帯とはたとえば900nm~1000nmの波長帯である。光ファイバ1の基端側はレーザ光Lを発生するレーザ光源に光学的に接続されている。
ガラス光ファイバ1aは、たとえばマルチモード光ファイバであり、ステップインデックス(SI)型またはグレーデットインデックス(GI)型の屈折率分布を有するものである。ガラス光ファイバ1aは、コア径が65μm以上のものであれば、ハイパワーの光を伝送するのに適するが、特に限定はされない。
保持部材2は、光ファイバ1を保持する部材であり、光ファイバ1の先端側に取り付けられている。保持部材2は、外形が略円柱形状であり、本実施形態ではガラスからなるが、その構成材料はガラスに限られず、たとえば樹脂、セラミック、プラスチック等でもよい。保持部材2の直径はたとえば1~2mm程度またはそれ以下である。なお、保持部材2は外形が略円柱形状であるが、略多角柱形状でもよい。
保持部材2は、開口穴2aと、光ファイバ入力穴2bと、挿通穴2cとを備える。光ファイバ入力穴2bは、図面左側の保持部材2の端面から、保持部材2の円柱形状の中心軸またはその近傍に沿って延伸するように形成されており、その内径が徐々に小さくなっている。挿通穴2cは、光ファイバ入力穴2bの先端側(図面右側)で光ファイバ入力穴2bと連通しており、保持部材2の円柱形状の中心軸またはその近傍に沿って延伸するように形成されている。挿通穴2cの内径は、ガラス光ファイバ1aの外径よりもやや大きい。開口穴2aは、挿通穴2cと連通しており、挿通穴2cが延伸する方向に対する側面、すなわち保持部材2の円柱形状の外周面に開口している。
光ファイバ1は、光ファイバ入力穴2bから保持部材2に挿入され、接着剤等で固定されることで保持される。露出したガラス光ファイバ1aは、挿通穴2cに挿通され、先端が開口穴2aの内部に突出している。ガラス光ファイバ1aは挿通穴2cの内面に接着剤等で接着されている。また、光ファイバ1のうち光ファイバ入力穴2bに入力されている部分、すなわち被覆1bの先端部等は、光ファイバ入力穴2bの内面に接着剤等で接着されている。
保持部材2は、開口穴2a内において、光ファイバ1の先端面、すなわちガラス光ファイバ1aの先端面に対向する位置に傾斜面2dを有する。傾斜面2dには反射体としての反射膜3が設けられている。反射膜3は、金属膜や誘電体多層膜等で構成されており、公知の蒸着や化学気相堆積(CVD)法等によって傾斜面2dに設けられている。なお、反射膜3は別途作製され、接着剤や粘着材等にて傾斜面2dに貼付されることで設けられてもよい。傾斜面2dおよび反射膜3の反射面は、光ファイバ1の光軸に対して略45度傾斜している。
反射膜3は、光ファイバ1から出力したレーザ光Lの進行方向を、光ファイバ1に対して側方に向かう方向に変更する進行方向変更手段として機能する。本実施形態では、反射膜3は、出力後に光ファイバ1の光軸に沿って進行するレーザ光Lを反射して、その進行方向を略90度だけ変更する。
光プローブ10では、保持部材2に設けた反射膜3によって、光ファイバ1から出力したレーザ光Lの進行方向を略90度だけ変更し、その進行方向を側方に変更する。光プローブ10によれば、簡易かつ小型かつ製造容易な構成にてレーザ光Lの進行方向を変更できる。特に、反射膜3は保持部材2の外径側にはみ出さずに開口穴2a内に配置されているので、光プローブ10の外径の小型化を実現できる。
(実施形態2)
図2は、実施形態2に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。この光プローブ10Aは、光ファイバ1と、保持部材2Aと、反射用部材3Aとを備えている。
図2は、実施形態2に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。この光プローブ10Aは、光ファイバ1と、保持部材2Aと、反射用部材3Aとを備えている。
保持部材2Aは、光ファイバ1を保持する部材であり、光ファイバ1の先端側に取り付けられている。保持部材2Aは、外形が略円柱形状であり、本実施形態ではガラスからなるが、その構成材料はガラスに限られない。保持部材2の直径はたとえば1~2mm程度またはそれ以下である。
保持部材2Aは、開口穴2Aaと、光ファイバ入力穴2Abと、挿通穴2Acとを備える。光ファイバ入力穴2Ab、挿通穴2Acは、それぞれ、図1における光ファイバ入力穴2b、挿通穴2cと同様の構成なので説明を適宜省略する。開口穴2Aaは、挿通穴2Acと連通しており、挿通穴2Acが延伸する方向に対する側面、すなわち保持部材2Aの円柱形状の外周面に開口している。
光ファイバ1は、図1の光プローブ10の場合と同様の態様にて保持部材2Aに保持されている。
開口穴2Aa内には、光ファイバ1の先端面に対向する位置に反射用部材3Aが設けられている。反射用部材3Aは、ガラス等からなる三角柱や四面体等の形状を有する部材3Aaと、部材3Aaの1面に設けられた反射膜3Abとを備えている。部材3Aaの当該1面および反射膜3Abの反射面は、光ファイバ1の光軸に対して略45度傾斜している。反射膜3Abは、金属膜や誘電体多層膜等で構成されており、公知の蒸着やCVD法等によって部材3Aaに設けられている。なお、反射膜3Abは別途作製され、接着剤や粘着材等にて部材3Aaに貼付されることで設けられてもよい。また、部材3Aaは保持部材2Aの開口穴2a内に接着剤等で固定されている。
反射膜3Abは、図1の光プローブ10における反射膜3と同様に進行方向変更手段として機能する。反射体としての反射膜3Abは、保持部材2Aの一部の面で接合している。本実施形態では、反射膜3Abは、出力後に光ファイバ1の光軸に沿って進行するレーザ光Lを反射して、その進行方向を略90度だけ変更する。
光プローブ10Aによれば、簡易かつ小型かつ製造容易な構成にてレーザ光Lの進行方向を変更できる。特に、反射膜3Abは保持部材2Aの外径側にはみ出さずに開口穴2Aa内に配置されているので、光プローブ10Aの外径の小型化を実現できる。
(実施形態3)
図3は、実施形態3に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。この光プローブ10Bは、光ファイバ1と、保持部材2Bと、反射用部材3Bとを備えている。
図3は、実施形態3に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。この光プローブ10Bは、光ファイバ1と、保持部材2Bと、反射用部材3Bとを備えている。
保持部材2Bは、光ファイバ1の先端側に取り付けられている。保持部材2Bは、外形が略円柱形状であり、本実施形態ではガラスからなるが、その構成材料はガラスに限られない。保持部材2Bの直径はたとえば1~2mm程度またはそれ以下である。
保持部材2Bは、光ファイバ入力穴2Bbと、挿通穴2Bcとを備える。光ファイバ入力穴2Bbは、図1における光ファイバ入力穴2bと同様の構成なので説明を適宜省略する。挿通穴2Bcは、光ファイバ入力穴2Bbの先端側で光ファイバ入力穴2Bbと連通しており、保持部材2Bの円柱形状の中心軸またはその近傍に沿って延伸するように形成されている。挿通穴2Bcの内径は、ガラス光ファイバ1aの外径よりもやや大きい。挿通穴2Bcは、図面右側に位置する保持部材2Bの端面2Bdまで貫通している。
光ファイバ1は、図1の光プローブ10の場合と同様の態様にて保持部材2Bに保持されている。なお、光ファイバ1の先端面は保持部材2Bの端面2Bdと同一面または端面2Bdよりもやや光ファイバ入力穴2Bb側に位置する。
保持部材2Bの端面2Bdには、反射用部材3Bが設けられている。反射用部材3Bは、三角柱や四面体等の形状を有する部材3Baと、部材3Baの1面に設けられた反射膜3Bbとを備えている。部材3Baは、ガラス等の、レーザ光Lを透過する材料からなる。部材3Baの当該1面および反射膜3Bbの反射面は、光ファイバ1の光軸に対して略45度傾斜している。反射膜3Bbは、金属膜や誘電体多層膜等で構成されており、公知の蒸着やCVD法等によって部材3Baに設けられている。なお、反射膜3Bbは、別途作製され、接着剤や粘着材等にて部材3Baに貼付されることで設けられてもよい。また、部材3Baは保持部材2Bの端面2Bdに接着剤等で固定されている。また、保持部材2Bの端面2Bdや、部材3Baの保持部材2Bに当接する面など、レーザ光Lが通過する部材の表面には、レーザ光Lに対する反射防止膜が形成されていることが好ましい。
反射膜3Bbは、図1の光プローブ10における反射膜3と同様に進行方向変更手段として機能する。反射体としての反射膜3Bbは、保持部材2Bの一部の面で接合している。本実施形態では、反射膜3Bbは、出力後に光ファイバ1の光軸に沿って進行するレーザ光Lを反射して、その進行方向を略90度だけ変更する。
光プローブ10Bによれば、簡易かつ小型かつ製造容易な構成にてレーザ光Lの進行方向を変更できる。特に、反射膜3Bbは保持部材2Bの外径側にはみ出さずに配置されているので、光プローブ10Bの外径の小型化を実現できる。
また、レーザ光Lが通過する部材3Baに屈折率分布を形成することで、レーザ光Lを集光したり、拡散したり、コリメートしたりすることができる。これにより、患部等の照射対象箇所におけるレーザ光Lのパワー分布を制御することができる。
(実施形態4)
図4は、実施形態4に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。この光プローブ10Cは、光ファイバ1と、保持部材2Bと、反射用部材3Cとを備えている。光ファイバ1については図1の光ファイバと同様の構成なので説明を適宜省略する。
図4は、実施形態4に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。この光プローブ10Cは、光ファイバ1と、保持部材2Bと、反射用部材3Cとを備えている。光ファイバ1については図1の光ファイバと同様の構成なので説明を適宜省略する。
保持部材2Bは、図3における保持部材2Bと同様の構成なので説明を適宜省略する。光ファイバ1は、図3の光プローブ10Bの場合と同様の態様にて保持部材2Bに保持されている。ただし、光プローブ10Cでは、光ファイバ1の先端面は保持部材2Bの端面2Bdから突出している。
保持部材2Bの端面2Bdには、反射用部材3Cが設けられている。反射用部材3Cは、金属等のレーザ光Lを反射する材料で構成されている。反射用部材3Cは、たとえば機械加工による削り出しや、金型を用いた成型、粉末焼成などによって作製できる。反射用部材3Cは、光ファイバ1の光軸に対して略45度傾斜している反射面3Caを有する。反射用部材3Cは保持部材2Bの端面2Bdに接着剤等で固定されている。なお、保持部材2Bと反射用部材3Cとが成す形状は、図1における保持部材2と略同じ形状となる。
反射面3Caは、図1の光プローブ10における反射膜3と同様に進行方向変更手段として機能する。反射体としての反射用部材3Cは、保持部材2Bの一部の面で接合している。本実施形態では、反射面3Caは、出力後に光ファイバ1の光軸に沿って進行するレーザ光Lを反射して、その進行方向を略90度だけ変更する。
光プローブ10Cによれば、簡易かつ小型かつ製造容易な構成にてレーザ光Lの進行方向を変更できる。特に、反射用部材3Cは保持部材2Bの外径側にはみ出さずに配置されているので、光プローブ10Cの外径の小型化を実現できる。
なお、本実施形態では、反射用部材3Cは金属からなるが、反射用部材3Cに置き換えて、ガラス、樹脂、セラミック、プラスチックなどの、レーザ光Lを反射しないまたは反射率が低い材料で構成された、反射用部材3Cと略同じ形状の反射用部材を設けてもよい。その場合、反射用部材には、光ファイバ1の光軸に対して略45度傾斜している傾斜面を設け、この傾斜面に金属や誘電体多層膜からなる反射膜を設けることが好ましい。また、反射用部材の材料に応じて、保持部材2Bと反射用部材とを、溶着や、高精度に研磨された表面同士を分子間力によって接合する方法であるオプティカルコンタクトによって固定してもよい。
(製造方法)
ここで、図2に示す実施形態2に係る光プローブ10Aの製造方法の一例を、図5を参照して説明する。まず、光ファイバ1を光ファイバ入力穴2Abから保持部材2Aに挿入し、挿通穴2Acに挿通し、光ファイバ1の先端(ガラス光ファイバ1aの先端)の位置を矢印A1の方向からモニタしながら、保持部材2Aに対する光ファイバ1の相対位置を調整する。そして、その相対位置が所定の位置となった後、保持部材2Aと光ファイバ1とを互いに対して固定する。つづいて、光ファイバ1が固定された保持部材2Aの所定位置に反射用部材3Aを固定する。ここで、所定位置とは、保持部材2Aの開口穴2Aa内の所定位置である。この所定位置は、光ファイバ1との相対位置が、反射した後のレーザ光Lの光路が所望の光路となるように微調整されてもよい。また、反射用部材3Aの部材3Aaを先に保持部材2Aに固定してから、部材3Aaに反射膜3Abを設けてもよい。
ここで、図2に示す実施形態2に係る光プローブ10Aの製造方法の一例を、図5を参照して説明する。まず、光ファイバ1を光ファイバ入力穴2Abから保持部材2Aに挿入し、挿通穴2Acに挿通し、光ファイバ1の先端(ガラス光ファイバ1aの先端)の位置を矢印A1の方向からモニタしながら、保持部材2Aに対する光ファイバ1の相対位置を調整する。そして、その相対位置が所定の位置となった後、保持部材2Aと光ファイバ1とを互いに対して固定する。つづいて、光ファイバ1が固定された保持部材2Aの所定位置に反射用部材3Aを固定する。ここで、所定位置とは、保持部材2Aの開口穴2Aa内の所定位置である。この所定位置は、光ファイバ1との相対位置が、反射した後のレーザ光Lの光路が所望の光路となるように微調整されてもよい。また、反射用部材3Aの部材3Aaを先に保持部材2Aに固定してから、部材3Aaに反射膜3Abを設けてもよい。
つぎに、図3に示す実施形態3に係る光プローブ10Bの製造方法の一例を、図6を参照して説明する。まず、光ファイバ1を光ファイバ入力穴2Bbから保持部材2Bに挿入し、挿通穴2Bcに挿通し、光ファイバ1の先端(ガラス光ファイバ1aの先端)の位置を矢印A1の方向からモニタしながら、保持部材2Bに対する光ファイバ1の相対位置を調整する。そして、その相対位置が所定の位置となった後、保持部材2Bと光ファイバ1とを互いに対して固定する。つづいて、光ファイバ1が固定された保持部材2Bの所定位置に反射用部材3Bを固定する。ここで、所定位置とは、保持部材2Bの端面2Bdにおける所定位置である。この所定位置は、光ファイバ1との相対位置が、反射した後のレーザ光Lの光路が所望の光路となるように微調整されてもよい。また、反射用部材3Bの部材3Baを先に保持部材2Bに固定してから、部材3Baに反射膜3Bbを設けてもよい。
図1、4に示す実施形態1、4に係る光プローブ10、10Cについても、図5、6に示したような簡易な製造方法と同様にして簡易に製造することができる。
つぎに、図2に示す実施形態2に係る光プローブ10Aの製造方法の別の一例を、図7を参照して説明する。まず、保持部材2Aの開口穴2Aa内の所定位置に反射用部材3Aを固定する。つづいて、光ファイバ1を光ファイバ入力穴2Abから保持部材2Aに挿入し、挿通穴2Acに挿通し、光ファイバ1の先端の位置を矢印A1の方向からモニタしながら、保持部材2Aに対する光ファイバ1の相対位置を調整する。そして、その相対位置が所定の位置となった後、保持部材2Aと光ファイバ1とを互いに対して固定する。なお、光ファイバ1を固定する位置については、反射用部材3Aとの相対位置が、反射した後のレーザ光Lの光路が所望の光路となるように微調整されてもよい。
図1、3、4に示す実施形態1、3、4に係る光プローブ10、10B、10Cについても、図7に示したような簡易な製造方法と同様にして簡易に製造することができる。
(実施形態5)
図8は、実施形態5に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。この光プローブ10Dは、光ファイバ1と、保持部材2Dとを備えている。光ファイバ1については図1の光ファイバと同様の構成なので説明を適宜省略する。
図8は、実施形態5に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。この光プローブ10Dは、光ファイバ1と、保持部材2Dとを備えている。光ファイバ1については図1の光ファイバと同様の構成なので説明を適宜省略する。
保持部材2Dは、光ファイバ1の先端側に取り付けられている。保持部材2Dは、外形が略円柱形状であり、金属等の、レーザ光Lを反射する材料からなる。保持部材2Dの直径はたとえば1~2mm程度またはそれ以下である。保持部材2Dは、たとえば機械加工による削り出しや、金型を用いた成型、粉末焼成などによって作製できる。
保持部材2Dは、開口穴2Daと、光ファイバ入力穴2Dbと、挿通穴2Dcとを備える。光ファイバ入力穴2Dbは、図面左側の保持部材2Dの端面から、保持部材2Dの円柱形状の中心軸またはその近傍に沿って延伸するように形成されており、その内径は略一定であるが、内径が徐々に小さくなっていてもよい。挿通穴2Dcは、光ファイバ入力穴2Dbの先端側(図面右側)で光ファイバ入力穴2Dbと連通しており、保持部材2Dの円柱形状の中心軸またはその近傍に沿って延伸するように形成されている。挿通穴2Dcの内径は、ガラス光ファイバ1aの外径よりもやや大きい。開口穴2Daは、挿通穴2Dcと連通しており、挿通穴2Dcが延伸する方向に対する側面、すなわち保持部材2Dの円柱形状の外周面に開口している。
光ファイバ1は、図1の光プローブ10の場合と同様の態様にて保持部材2Dに保持されている。
保持部材2Dは、光ファイバ1の先端面に対向する位置に、開口穴2Daの内壁を構成する反射面2Ddが設けられている。反射面2Ddは、光ファイバ1の光軸に対して略45度傾斜している。
反射面2Ddは、保持部材2Dの一部であり、光ファイバ1から出力したレーザ光L1を反射する反射部である。本実施形態では、進行方向変更手段は、反射面2Ddによって構成されている。すなわち、本実施形態では、反射面2Ddは、出力後に光ファイバ1の光軸に沿って進行するレーザ光Lを反射して、その進行方向を略90度だけ変更する。
光プローブ10Dによれば、簡易かつ小型かつ製造容易な構成にてレーザ光Lの進行方向を変更できる。特に、反射面2Ddは保持部材2Dの一部であるので、光プローブ10Dの外径の小型化や使用部品点数の削減を実現できる。
(実施形態6)
図9は、実施形態6に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。この光プローブ10Eは、光ファイバ1と、保持部材2Eとを備えている。光ファイバ1については図1の光ファイバと同様の構成なので説明を適宜省略する。
図9は、実施形態6に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。この光プローブ10Eは、光ファイバ1と、保持部材2Eとを備えている。光ファイバ1については図1の光ファイバと同様の構成なので説明を適宜省略する。
保持部材2Eは、光ファイバ1を保持する部材であり、光ファイバ1の先端側に取り付けられている。保持部材2Eは、外形が略円柱形状であり、ガラス等の、レーザ光Lを透過する材料からなる。保持部材2Eの直径はたとえば1~2mm程度またはそれ以下である。
保持部材2Eは、光ファイバ入力穴2Ebと、挿通穴2Ecと、突起部2Edとを備える。光ファイバ入力穴2Ebは、図面左側の保持部材2Eの端面から、保持部材2Eの円柱形状の中心軸またはその近傍に沿って延伸するように形成されており、その内径が徐々に小さくなっている。挿通穴2Ecは、光ファイバ入力穴2Ebの先端側(図面右側)で光ファイバ入力穴2Ebと連通しており、保持部材2Eの円柱形状の中心軸またはその近傍に沿って延伸するように形成されている。挿通穴2Ecの内径は、ガラス光ファイバ1aの外径よりもやや大きい。突起部2Edは、保持部材2Eにおいて光ファイバ入力穴2Ebが形成された端面とは反対側の端面に形成されている。突起部2Edは三角柱や四面体等の形状を有している。
光ファイバ1は、図1の光プローブ10の場合と同様の態様にて保持部材2Eに保持されている。
突起部2Edは、その1面として反射面2Eeを有する。反射面2Eeは、光ファイバ1の光軸に対して略45度傾斜している。
反射面2Eeは、保持部材2Eの一部であり、光ファイバ1から出力したレーザ光L1を反射する反射部である。本実施形態では、進行方向変更手段は、反射面2Eeによって構成されている。すなわち、本実施形態では、反射面2Eeは、出力後に光ファイバ1の光軸に沿って進行するレーザ光Lを反射して、その進行方向を略90度だけ変更する。
光プローブ10Eによれば、簡易かつ小型かつ製造容易な構成にてレーザ光Lの進行方向を変更できる。特に、反射面2Eeは保持部材2Eの一部であるので、光プローブ10Eの外径の小型化や使用部品点数の削減を実現できる。
また、保持部材2Eにおけるレーザ光Lが通過する部分、たとえば突起部2Edに屈折率分布を形成することで、レーザ光Lを集光したり、拡散したり、コリメートしたりすることができる。これにより、たとえば患部等の照射対象箇所におけるレーザ光Lのパワー分布を制御することができる。
(製造方法)
ここで、図8に示す実施形態5に係る光プローブ10Dの製造方法の一例を、図10を参照して説明する。まず、光ファイバ1を光ファイバ入力穴2Dbから保持部材2Dに挿入し、挿通穴2Dcに挿通し、光ファイバ1の先端(ガラス光ファイバ1aの先端)の位置を矢印A1の方向からモニタしながら、保持部材2Dに対する光ファイバ1の相対位置を調整する。そして、その相対位置が所定の位置となった後、保持部材2Dと光ファイバ1とを互いに対して固定する。なお、光ファイバ1を固定する位置については、反射面2Ddとの相対位置が、反射した後のレーザ光Lの光路が所望の光路となるように微調整されてもよい。
ここで、図8に示す実施形態5に係る光プローブ10Dの製造方法の一例を、図10を参照して説明する。まず、光ファイバ1を光ファイバ入力穴2Dbから保持部材2Dに挿入し、挿通穴2Dcに挿通し、光ファイバ1の先端(ガラス光ファイバ1aの先端)の位置を矢印A1の方向からモニタしながら、保持部材2Dに対する光ファイバ1の相対位置を調整する。そして、その相対位置が所定の位置となった後、保持部材2Dと光ファイバ1とを互いに対して固定する。なお、光ファイバ1を固定する位置については、反射面2Ddとの相対位置が、反射した後のレーザ光Lの光路が所望の光路となるように微調整されてもよい。
図9に示す実施形態6に係る光プローブ10Eについても、図10に示したような簡易な製造方法と同様にして簡易に製造することができる。
(反射面の形状)
ここで、各実施形態における反射面の形状について説明する。上記または下記の実施形態におけるレーザ光Lの反射面については、図11Aの反射面R1のように平面として記載しているが、図11Bの反射面R2のように凹面状でもよいし、図11Cの反射面R3のように凸面状でもよい。凹面状や凸面状の場合、球面状や放物面状でもよいし、その他の形状でもよい。このように反射面の形状を設定することによって、レーザ光Lを集光したり、拡散したり、コリメートしたりすることができる。これにより、たとえば患部等の照射対象箇所におけるレーザ光Lのパワー分布を制御することができる。
ここで、各実施形態における反射面の形状について説明する。上記または下記の実施形態におけるレーザ光Lの反射面については、図11Aの反射面R1のように平面として記載しているが、図11Bの反射面R2のように凹面状でもよいし、図11Cの反射面R3のように凸面状でもよい。凹面状や凸面状の場合、球面状や放物面状でもよいし、その他の形状でもよい。このように反射面の形状を設定することによって、レーザ光Lを集光したり、拡散したり、コリメートしたりすることができる。これにより、たとえば患部等の照射対象箇所におけるレーザ光Lのパワー分布を制御することができる。
(実施形態7)
図12Aおよび図12Bは、実施形態7に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。図12Aに示すように、光プローブ10は、光ファイバ1Fと、保持部材2Fと、反射膜3とを備えている。
図12Aおよび図12Bは、実施形態7に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。図12Aに示すように、光プローブ10は、光ファイバ1Fと、保持部材2Fと、反射膜3とを備えている。
図12Aおよび図12Bに示すように、光ファイバ1Fは、コア部1Faaとクラッド部1Fabとを有するガラス光ファイバ1Faと、ガラス光ファイバ1Faの外周に形成された被覆1Fbとを備える。光ファイバ1Fはその先端側において被覆1Fbが除去され、所定の長さだけガラス光ファイバ1Faが露出している。光ファイバ1Fは、レーザ光Lが出力する先端面1Facが、光ファイバ1Fの光軸すなわちガラス光ファイバ1Faの光軸に対して傾斜している以外は、光ファイバ1と同様の構成を有するので、説明を適宜省略する。光ファイバ1Fは、先端面1Facが傾斜しているので、その傾斜角度に応じて、レーザ光Lは光ファイバ1Fの光軸に対して傾斜した方向に出力する。なお、先端面1Facは、光ファイバ1Fの光軸と垂直な面に対してたとえば10度程度傾斜している。このような傾斜角度は、ファイバカッター、機械研磨、化学エッチング等によって容易に形成できる。
保持部材2Fは、光ファイバ1Fの先端側に取り付けられている。保持部材2Fは、開口穴2Faと、光ファイバ入力穴2Fbと、挿通穴2Fcとを備える。光ファイバ入力穴2Fb、挿通穴2Fcは、それぞれ、図1における開口穴2a、光ファイバ入力穴2b、挿通穴2cと同様の構成なので説明を適宜省略する。
光ファイバ1は、図1の光プローブ10の場合と同様の態様にて保持部材2Aに保持されている。
保持部材2Fは、開口穴2Fa内において、光ファイバ1Fの先端面1Facに対向する位置に傾斜面2Fdを有する。傾斜面2Fdには反射体としての反射膜3が設けられている。傾斜面2Fdおよび反射膜3の反射面は、光ファイバ1Fの光軸に対して所定の角度傾斜している。
反射膜3は、光ファイバ1Fから出力したレーザ光Lの進行方向を、光ファイバ1Fに対して側方に向かう方向に変更する進行方向変更手段として機能する。本実施形態では、反射膜3は、出力後に光ファイバ1Fの光軸に対して傾斜した方向に進行するレーザ光Lを反射して、その進行方向が光ファイバ1Fの光軸に対して略90度を成すように変更する。これを実現するため、傾斜面2Fdの傾斜角度は図1における保持部材2の傾斜面2dよりも緩やかな傾斜角度とされている。
光プローブ10Fによれば、簡易かつ小型かつ製造容易な構成にてレーザ光Lの進行方向を変更できる。特に、反射膜3は保持部材2Fの外径側にはみ出さずに開口穴2Fa内に配置されているので、光プローブ10Fの外径の小型化を実現できる。
(実施形態8)
図13は、実施形態8に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。この光プローブ10Gは、図2の光プローブ10Aの構成において、光ファイバ1を光ファイバ1Fに置き換え、反射用部材3Aを反射用部材3Gに置き換えた構成を有する。
図13は、実施形態8に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。この光プローブ10Gは、図2の光プローブ10Aの構成において、光ファイバ1を光ファイバ1Fに置き換え、反射用部材3Aを反射用部材3Gに置き換えた構成を有する。
反射用部材3Gは、開口穴2Aa内にて、光ファイバ1Fの先端面に対向する位置に設けられている。反射用部材3Gは、ガラス等からなる三角柱や四面体等の形状を有する部材3Gaと、部材3Gaの1面に設けられた反射膜3Gbとを備えている。反射膜3Gbは、光ファイバ1Fから出力したレーザ光Lの進行方向を、光ファイバ1Fに対して側方に向かう方向に変更する進行方向変更手段として機能する。本実施形態では、反射膜3Gbは、出力後に光ファイバ1Fの光軸に対して傾斜した方向に進行するレーザ光Lを反射して、その進行方向が光ファイバ1Fの光軸に対して略90度を成すように変更する。これを実現するため、反射膜3Gbの傾斜角度は図2における反射膜3Abよりも緩やかな傾斜角度とされている。
光プローブ10Fによれば、簡易かつ小型かつ製造容易な構成にてレーザ光Lの進行方向を変更できる。特に、反射膜3Fbは保持部材2Aの外径側にはみ出さずに開口穴2Aa内に配置されているので、光プローブ10Fの外径の小型化を実現できる。
(実施形態9)
図14は、実施形態9に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。光プローブ10Hは、光ファイバ1Fと、保持部材2Hと、回折格子板3Hとを備えている。
図14は、実施形態9に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。光プローブ10Hは、光ファイバ1Fと、保持部材2Hと、回折格子板3Hとを備えている。
保持部材2Hは、光ファイバ1の先端側に取り付けられている。保持部材2Hは、外形が略円柱形状であり、本実施形態ではガラスからなるが、その構成材料はガラスに限られず、レーザ光Lを所望の透過率で透過すればよい。保持部材2の直径はたとえば1~2mm程度またはそれ以下である。
保持部材2Hは、開口穴2Haと、不図示の光ファイバ入力穴と挿通穴とを備える。光ファイバ入力穴、挿通穴は、それぞれ、図1における光ファイバ入力穴2b、挿通穴2cと同様の構成なので説明を適宜省略する。開口穴2Haは、挿通穴と連通しており、挿通穴が延伸する方向に対する側面、すなわち保持部材2Hの円柱形状の外周面に開口している。
保持部材2Hは、開口穴2Ha内において、光ファイバ1Fの先端面1Facに対向する位置に傾斜面2Hdを有する。光ファイバ1Fは、図1の光プローブ10の場合と同様の態様にて、光ファイバ1Fの先端面1Facが傾斜面2Hdに当接するように保持部材2Aに保持されている。傾斜面2Hdにはレーザ光Lに対する反射防止膜が形成されていることが好ましい。
また、保持部材2Hは、紙面右側において先端面としての傾斜面2Heを有する。傾斜面2Hdと傾斜面2Heとは互いに異なる向きに傾斜しており、保持部材2Hの先端部2Hfはその断面が台形状となっている。
傾斜面2Heには回折格子板3Hが設けられている。本実施形態では、回折格子板3Hは透過型である。保持部材2Hの傾斜面2Heや、回折格子板3Hの保持部材2Hに当接する面など、レーザ光Lが通過する部材の表面には、レーザ光Lに対する反射防止膜が形成されていることが好ましい。
回折格子板3Hは、光ファイバ1Fから出力したレーザ光Lの進行方向を、光ファイバ1Fに対して側方に向かう方向に変更する進行方向変更手段として機能する。具体的には、本実施形態では、回折格子板3Hは、出力後に光ファイバ1Fの光軸に対して傾斜した方向に進行するレーザ光Lを回折して、その進行方向が光ファイバ1Fの光軸に対して略90度を成すように変更する。本実施形態では、回折格子板3Hにおける回折格子の配置方向が、光ファイバ1Fから出力前後でのレーザ光Lの光路が成す面と平行になるように設定されている。
光プローブ10Hによれば、簡易かつ小型かつ製造容易な構成にてレーザ光Lの進行方向を変更できる。特に、回折格子板3Hは保持部材2Hの外径側にはみ出さないように配置されているので、光プローブ10Hの外径の小型化を実現できる。
(製造方法)
ここで、図12Aおよび図12Bに示す実施形態7に係る光プローブ10Fの製造方法の一例を、図15を参照して説明する。まず、光ファイバ1Fを光ファイバ入力穴2Fbから保持部材2Fに挿入し、挿通穴2Fcに挿通し、保持部材2Fに対する光ファイバ1Fの相対位置を調整する。つづいて、これらの相対位置が所定の位置となった後、光ファイバ1Fの先端を矢印A1の方向からモニタしながら、光ファイバ1Fを保持部材2Fに対して軸周りに回転させて回転調心を行う。光ファイバ1Fの先端面1Facは傾斜しているので、回転調心における位置決め用のキーとなり得る。また、回転調心と同時またはその後に、保持部材2Fに対する光ファイバ1Fの相対位置を、レーザ光Lの光路が所望の光路となるように微調整してもよい。これらの回転調心や微調整の完了後、保持部材2Fと光ファイバ1Fとを互いに対して固定する。
ここで、図12Aおよび図12Bに示す実施形態7に係る光プローブ10Fの製造方法の一例を、図15を参照して説明する。まず、光ファイバ1Fを光ファイバ入力穴2Fbから保持部材2Fに挿入し、挿通穴2Fcに挿通し、保持部材2Fに対する光ファイバ1Fの相対位置を調整する。つづいて、これらの相対位置が所定の位置となった後、光ファイバ1Fの先端を矢印A1の方向からモニタしながら、光ファイバ1Fを保持部材2Fに対して軸周りに回転させて回転調心を行う。光ファイバ1Fの先端面1Facは傾斜しているので、回転調心における位置決め用のキーとなり得る。また、回転調心と同時またはその後に、保持部材2Fに対する光ファイバ1Fの相対位置を、レーザ光Lの光路が所望の光路となるように微調整してもよい。これらの回転調心や微調整の完了後、保持部材2Fと光ファイバ1Fとを互いに対して固定する。
図13に示す実施形態8に係る光プローブ10Gについても、図15に示したような簡易な製造方法と同様にして簡易に製造することができる。また、図14に示す実施形態9に係る光プローブ10Hの製造方法ついては、たとえば、まず光ファイバ1Fを回転調心して、先端面1Facと保持部材2Hの傾斜面2Hdとを互いに平行にして当接する。このとき、先端面1Facと傾斜面2Hdとを接着してもよい。これにより、先端面1Facの回転位置が確定する。その後、傾斜面2Heの所定の位置に回折格子板3Hを位置決め、固定すればよい。
(実施形態10)
図16Aおよび図16Bは、実施形態10に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。図16Aに示すように、この光プローブ10Iは、光ファイバ1と、保持部材2Iと、反射用部材3Bとを備えている。
図16Aおよび図16Bは、実施形態10に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。図16Aに示すように、この光プローブ10Iは、光ファイバ1と、保持部材2Iと、反射用部材3Bとを備えている。
保持部材2Iは、光ファイバ入力穴2Ibと、挿通穴2Icと、拡径穴2Ieと、端面2Idとを備える。光ファイバ入力穴2Ib、挿通穴2Icは、それぞれ、図3に示す保持部材2Bの光ファイバ入力穴2Bb、挿通穴2Bcと同様の構成なので説明を適宜省略する。拡径穴2Ieは、図面右側に位置する保持部材2Iの端面2Idに設けられており、挿通穴2Icと連通している。拡径穴2Ieは、挿通穴2Icよりも内径が大きい。具体的には拡径穴2Ieは、挿通穴2Icに連通する側から端面2Idに向かって内径が徐々に大きくなるように形成されている。反射用部材3Bは、図3の場合と同様に保持部材2Iの端面2Idに設けられている。反射用部材3Bの構成や機能について図3に示す実施形態3の場合と同様なので説明を適宜省略する。
ここで、図16Aおよび図16Bに示すように、光ファイバ1は、先端面が、保持部材2Iの端面2Idよりも光ファイバ入力穴2Ib側に位置しており、さらに挿通穴2Icと拡径穴2Ieとの境界、または該境界よりも拡径穴2Ie側に位置している。本実施形態では具体的には、先端面は境界よりも拡径穴2Ie側に位置している。図16Bに示すように、ガラス光ファイバ1aはコア部1aaとクラッド部1abとを備えているが、レーザ光Lはコア部1aaから出力された後にそのビーム径が拡大する。拡径穴2Ieはこのようにレーザ光Lのビーム径が拡大しても、レーザ光Lが保持部材2Iによって遮られないように機能している。そのため、拡径穴2Ieの内径は、ガラス光ファイバ1aのNA(開口数)や、ガラス光ファイバ1aの先端面と端面2Idとの距離などを勘案して、レーザ光Lが保持部材2Iに遮られないような内径に設定されている。
(実施形態11)
図17は、実施形態11に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。実施形態11に係る光プローブは、図16Bに示す実施形態10に係る光プローブ10Iにおける保持部材2Iを保持部材2Jに置き換えたものである。保持部材2Jでは、拡径穴2Jeは、保持部材2Jの端面2Jdに設けられており、挿通穴2Jcと連通している。拡径穴2Jeは、挿通穴2Jcよりも大きく、その延伸方向において略一定の内径を有している。拡径穴2Jeも、コア部1aaから出力後にビーム径が拡大したレーザ光Lが保持部材2Jによって遮られないように機能しており、その機能を実現するような内径に設定されている。
図17は、実施形態11に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。実施形態11に係る光プローブは、図16Bに示す実施形態10に係る光プローブ10Iにおける保持部材2Iを保持部材2Jに置き換えたものである。保持部材2Jでは、拡径穴2Jeは、保持部材2Jの端面2Jdに設けられており、挿通穴2Jcと連通している。拡径穴2Jeは、挿通穴2Jcよりも大きく、その延伸方向において略一定の内径を有している。拡径穴2Jeも、コア部1aaから出力後にビーム径が拡大したレーザ光Lが保持部材2Jによって遮られないように機能しており、その機能を実現するような内径に設定されている。
(実施形態12)
図18は、実施形態12に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。図18に示すように、この光プローブ10Kは、光ファイバ1Kと、反射膜3Kとを備えている。
図18は、実施形態12に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。図18に示すように、この光プローブ10Kは、光ファイバ1Kと、反射膜3Kとを備えている。
光ファイバ1Kは、コア部1Kaaとクラッド部1Kabとを有するガラス光ファイバ1Kaと、ガラス光ファイバ1Kaの外周に形成された被覆1Kbとを備える。光ファイバ1Kはその先端側において被覆1Kbが除去され、所定の長さだけガラス光ファイバ1Kaが露出している。光ファイバ1Kは、レーザ光Lが出力する先端面1Kacが、光ファイバ1Kの光軸すなわちガラス光ファイバ1Kaの光軸に対して傾斜している以外は、光ファイバ1と同様の構成を有するので、説明を適宜省略する。先端面1Kacは、光ファイバ1Kの光軸と垂直な面に対して略45度程度傾斜している。このような傾斜角度は、ファイバカッター、機械研磨、化学エッチング等によって容易に形成できる。
反射体である反射膜3Kは、先端面1Kacに設けられている。反射膜3Kは、金属膜や誘電体多層膜等で構成されている。反射膜3Kは、光ファイバ1Kから出力したレーザ光Lの進行方向を、光ファイバ1Kに対して側方に向かう方向に変更する進行方向変更手段として機能する。本実施形態では、反射膜3Kはレーザ光Lを反射して、その進行方向を略90度だけ変更する。
光プローブ10Kによれば、簡易かつ小型かつ製造容易な構成にてレーザ光Lの進行方向を変更できる。特に、反射膜3Kが光ファイバ1Kの先端面1Kacに設けられているので、光プローブ10Kの外径の小型化や使用部品点数の削減を実現できる。
(実施形態13)
図19Aおよび図19Bは、実施形態13に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。図19Aおよび図19Bに示すように、この光プローブ10KAは、実施形態12の光プローブ10Kの光ファイバ1Kを、図2に示す保持部材2Aの光ファイバ入力穴2Abから挿入し、挿通穴2Acに挿通し、先端が開口穴2Aa内に突出するように、保持部材2Aに固定した構成を有する。光ファイバ1Kは、図19Bに示すように、光ファイバ1Kの先端面1Kacが開口穴2Aaの開口側とは反対側に向いている。これにより、反射膜3Kはレーザ光Lを反射して、その進行方向を略90度だけ変更し、開口穴2Aaから出力させる。
図19Aおよび図19Bは、実施形態13に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。図19Aおよび図19Bに示すように、この光プローブ10KAは、実施形態12の光プローブ10Kの光ファイバ1Kを、図2に示す保持部材2Aの光ファイバ入力穴2Abから挿入し、挿通穴2Acに挿通し、先端が開口穴2Aa内に突出するように、保持部材2Aに固定した構成を有する。光ファイバ1Kは、図19Bに示すように、光ファイバ1Kの先端面1Kacが開口穴2Aaの開口側とは反対側に向いている。これにより、反射膜3Kはレーザ光Lを反射して、その進行方向を略90度だけ変更し、開口穴2Aaから出力させる。
光プローブ10KAによれば、簡易かつ小型かつ製造容易な構成にてレーザ光Lの進行方向を変更できる。特に、反射膜3Kが光ファイバ1Kの先端面1Kacに設けられているので、光プローブ10KAの外径の小型化や使用部品点数の削減を実現できる。また、光ファイバ1Kの先端面を、保持部材2Aによって保護することができる。
(製造方法)
ここで、図19Aおよび図19Bに示す実施形態13に係る光プローブ10Kの製造方法の一例を、図20を参照して説明する。まず、光ファイバ1Kを光ファイバ入力穴2Abから保持部材2Aに挿入し、挿通穴2Acに挿通し、保持部材2Aに対する光ファイバ1Kの相対位置を調整する。つづいて、これらの相対位置が所定の位置となった後、光ファイバ1Kの先端を矢印A1の方向からモニタしながら、光ファイバ1Kを保持部材2Aに対して軸周りに回転させて回転調心を行う。光ファイバ1Kの先端面1Kacは傾斜しているので、回転調心における位置決め用のキーとなり得る。また、回転調心と同時またはその後に、保持部材2Aに対する光ファイバ1Kの相対位置を、レーザ光Lの光路が所望の光路となるように微調整してもよい。これらの回転調心や微調整の完了後、保持部材2Aと光ファイバ1Kとを互いに対して固定する。
ここで、図19Aおよび図19Bに示す実施形態13に係る光プローブ10Kの製造方法の一例を、図20を参照して説明する。まず、光ファイバ1Kを光ファイバ入力穴2Abから保持部材2Aに挿入し、挿通穴2Acに挿通し、保持部材2Aに対する光ファイバ1Kの相対位置を調整する。つづいて、これらの相対位置が所定の位置となった後、光ファイバ1Kの先端を矢印A1の方向からモニタしながら、光ファイバ1Kを保持部材2Aに対して軸周りに回転させて回転調心を行う。光ファイバ1Kの先端面1Kacは傾斜しているので、回転調心における位置決め用のキーとなり得る。また、回転調心と同時またはその後に、保持部材2Aに対する光ファイバ1Kの相対位置を、レーザ光Lの光路が所望の光路となるように微調整してもよい。これらの回転調心や微調整の完了後、保持部材2Aと光ファイバ1Kとを互いに対して固定する。
(光ファイバの構成例)
ところで、上記各実施形態に係る光プローブでは、レーザ光Lを伝送する光ファイバの曲げや折れを検知するために、当該光ファイバの基端側から、レーザ光Lの他に、レーザ光Lとは波長が異なるモニタ光を入力させる場合がある。この場合、光ファイバを伝送するモニタ光を、光ファイバの先端側で基端側に反射させる反射機構があることが望ましい。以下では、そのような反射機構を備えた光ファイバの構成例について説明する。
ところで、上記各実施形態に係る光プローブでは、レーザ光Lを伝送する光ファイバの曲げや折れを検知するために、当該光ファイバの基端側から、レーザ光Lの他に、レーザ光Lとは波長が異なるモニタ光を入力させる場合がある。この場合、光ファイバを伝送するモニタ光を、光ファイバの先端側で基端側に反射させる反射機構があることが望ましい。以下では、そのような反射機構を備えた光ファイバの構成例について説明する。
(構成例1)
図21は、光ファイバの構成例1の概略構成を示す模式図である。光ファイバ1Lは、コア部1Laaとクラッド部1Labとを有するガラス光ファイバ1Laと、ガラス光ファイバ1Laの外周に形成された被覆1Lbとを備える。光ファイバ1Lはその先端側において被覆1Lbが除去され、所定の長さだけガラス光ファイバ1Laが露出している。ガラス光ファイバ1Laは図1に示すガラス光ファイバ1aと同様の構成であるので、説明を適宜省略する。
図21は、光ファイバの構成例1の概略構成を示す模式図である。光ファイバ1Lは、コア部1Laaとクラッド部1Labとを有するガラス光ファイバ1Laと、ガラス光ファイバ1Laの外周に形成された被覆1Lbとを備える。光ファイバ1Lはその先端側において被覆1Lbが除去され、所定の長さだけガラス光ファイバ1Laが露出している。ガラス光ファイバ1Laは図1に示すガラス光ファイバ1aと同様の構成であるので、説明を適宜省略する。
ガラス光ファイバ1Laの先端面1Lacには、反射体である反射膜1Ldが設けられている。反射膜1Ldは、たとえば誘電体多層膜である。
光ファイバ1Lは、ガラス光ファイバ1Laにおいてレーザ光L1を伝送する。レーザ光L1はたとえば焼灼用のレーザ光である。また、光ファイバ1Lは、ガラス光ファイバ1Laにおいてモニタ光L2を伝送する。モニタ光L2の波長は、レーザ光L1の波長とは異なり、たとえば3nm以上だけ離れている。たとえば、レーザ光L1の波長は980nm波長帯に属し、モニタ光L2は、可視領域、O波長帯、またはC波長帯に属する。O波長帯はたとえば1260nm~1360nmの波長帯である。C波長帯はたとえば1530nm~1565nmの波長帯である。
ここで、反射膜1Ldは、レーザ光L1を透過する。これにより、レーザ光L1は反射膜1Ldを透過して出力する。一方、反射膜1Ldは、モニタ光L2を基端側に反射する。これにより、モニタ光L2は基端側から出力され、光ファイバ1Lの曲げや折れの検知に使用できる。反射膜1Ldのモニタ光L2に対する反射率は、4%以上が好ましく、40%以上がさらに好ましい。
光ファイバ1Lは、反射機構としての反射膜1Ldが一体に構成されているので、小型に構成することができる。このような光ファイバ1Lは、たとえば上記実施形態の光ファイバ1に置き換えて使用することができる。
(構成例2)
図22は、光ファイバの構成例2の概略構成を示す模式図である。光ファイバ1Mは、コア部1Maaとクラッド部1Mabとを有するガラス光ファイバ1Maと、ガラス光ファイバ1Maの外周に形成された被覆1Mbとを備える。光ファイバ1Mはその先端側において被覆1Mbが除去され、所定の長さだけガラス光ファイバ1Maが露出している。ガラス光ファイバ1Maは図1に示すガラス光ファイバ1aと同様の構成であるので、説明を適宜省略する。
図22は、光ファイバの構成例2の概略構成を示す模式図である。光ファイバ1Mは、コア部1Maaとクラッド部1Mabとを有するガラス光ファイバ1Maと、ガラス光ファイバ1Maの外周に形成された被覆1Mbとを備える。光ファイバ1Mはその先端側において被覆1Mbが除去され、所定の長さだけガラス光ファイバ1Maが露出している。ガラス光ファイバ1Maは図1に示すガラス光ファイバ1aと同様の構成であるので、説明を適宜省略する。
ガラス光ファイバ1Maの先端側におけるコア部1Maaには、反射体であるブラッググレーティングGが設けられている。ブラッググレーティングGはコア部1Maaの長手方向に沿って屈折率が周期的に変化するように構成されている。
光ファイバ1Mは、ガラス光ファイバ1Maにおいてレーザ光L1およびモニタ光L2を伝送する。ここで、ブラッググレーティングGは、レーザ光L1を透過する。これにより、レーザ光L1はブラッググレーティングGを透過して出力する。一方、ブラッググレーティングGは、モニタ光L2を基端側に反射する。これにより、モニタ光L2は基端側から出力され、光ファイバ1Mの曲げや折れの検知に使用できる。ブラッググレーティングGのモニタ光L2に対する反射率は、4%以上が好ましく、40%以上がさらに好ましい。
光ファイバ1Mは、反射機構としてのブラッググレーティングGを内蔵しているので、小型に構成することができる。このような光ファイバ1Mは、たとえば上記実施形態の光ファイバ1に置き換えて使用することができる。
(実施形態14)
なお、ブラッググレーティングを用いて光を反射させる構成は、光ファイバの先端面が傾斜している構成にも好適に適用できる。図23は、実施形態14に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。この光プローブ10Nは、光ファイバ1Nと、反射膜3Kとを備えている。
なお、ブラッググレーティングを用いて光を反射させる構成は、光ファイバの先端面が傾斜している構成にも好適に適用できる。図23は、実施形態14に係る光プローブの概略構成を示す模式図である。この光プローブ10Nは、光ファイバ1Nと、反射膜3Kとを備えている。
光ファイバ1Nは、コア部1Naaとクラッド部1Nabとを有するガラス光ファイバ1Naと、ガラス光ファイバ1Naの外周に形成された被覆1Nbとを備える。光ファイバ1Nはその先端側において被覆1Nbが除去され、所定の長さだけガラス光ファイバ1Naが露出している。光ファイバ1Nは、レーザ光L1が出力する先端面1Nacが、光ファイバ1Nの光軸すなわちガラス光ファイバ1Naの光軸に対して傾斜している以外は、光ファイバ1Mと同様の構成を有するので、説明を適宜省略する。すなわち、ガラス光ファイバ1Naの先端側におけるコア部1Naaには、反射体であるブラッググレーティングGが設けられている。なお、先端面1Nacは、光ファイバ1Nの光軸と垂直な面に対して略45度程度傾斜しており、反射体である反射膜3Kが設けられている。
光ファイバ1Nは、ガラス光ファイバ1Naにおいてレーザ光L1およびモニタ光L2を伝送する。ここで、ブラッググレーティングGは、レーザ光L1を透過する。これにより、レーザ光L1はブラッググレーティングGを透過して出力する。反射膜3Kは、光ファイバ1Nから出力したレーザ光L1を反射して、その進行方向を略90度だけ変更する。
一方、ブラッググレーティングGは、モニタ光L2を基端側に反射する。これにより、モニタ光L2は基端側から出力され、光ファイバ1Nの曲げや折れの検知に使用できる。
(構成例3)
図24は、光ファイバの構成例3の概略構成を示す模式図である。光ファイバ1Pは、コア部1Paaとクラッド部1Pabとを有するガラス光ファイバ1Paと、ガラス光ファイバ1Paの外周に形成された被覆1Pbとを備える。光ファイバ1Pはその先端側において被覆1Pbが除去され、所定の長さだけガラス光ファイバ1Paが露出している。
図24は、光ファイバの構成例3の概略構成を示す模式図である。光ファイバ1Pは、コア部1Paaとクラッド部1Pabとを有するガラス光ファイバ1Paと、ガラス光ファイバ1Paの外周に形成された被覆1Pbとを備える。光ファイバ1Pはその先端側において被覆1Pbが除去され、所定の長さだけガラス光ファイバ1Paが露出している。
ガラス光ファイバ1Paの先端面1Pacには、反射体である反射膜1Pdが設けられている。反射膜1Pdは、たとえば誘電体多層膜である。ガラス光ファイバ1Paの先端側におけるコア部1Paaには、反射体であるブラッググレーティングGが設けられている。
光ファイバ1Pは、ガラス光ファイバ1Paにおいてレーザ光L1およびモニタ光L2、L3を伝送する。モニタ光L3の波長は、レーザ光L1の波長とは異なり、たとえば3nm以上だけ離れている。また、モニタ光L3の波長は、モニタ光L2の波長とも異なる。たとえば、レーザ光L1の波長は980nm波長帯に属し、モニタ光L3は、可視領域、O波長帯、またはC波長帯に属する。
ブラッググレーティングGおよび反射膜1Pdは、レーザ光L1を透過する。これにより、レーザ光L1はブラッググレーティングGおよび反射膜1Pdを透過して出力する。一方、ブラッググレーティングGは、モニタ光L3を透過し、モニタ光L2を基端側に反射する。他方、反射膜1Pdは、モニタ光L3を基端側に反射する。これにより、モニタ光L2、L3は基端側から出力され、光ファイバ1Pの曲げや折れの検知に使用できる。
光ファイバ1Pは、反射機構としてのブラッググレーティングGおよび反射膜1Pdが一体に構成されているので、小型に構成することができる。このような光ファイバ1Pは、たとえば上記実施形態の光ファイバ1に置き換えて使用することができる。
なお、反射機構を備えた光ファイバの構成としては、上記の構成例に限られず、コア部に互いに異なる波長を反射する複数のブラッググレーティングを備えるものでもよい。また、互いに異なる複数の波長を反射する特性を有する反射膜を光ファイバの先端面に形成した構成でもよい。
また、上記各実施形態に係る光プローブでは、光ファイバから出力したレーザ光の進行方向を略90度だけ変更しているが、変更後の光の進行方向は90度に限らず、光ファイバの光軸に対してたとえば45度から135度でもよい。
また、上記各実施形態に係る光プローブでは、患部などのレーザ光Lの照射位置を確認するために、光プローブの光ファイバの基端側から、レーザ光Lの他にいわゆるエイミング光を入力させてもよい。エイミング光としては、通常可視光が使用される。エイミング光はレーザ光Lと同様に光ファイバの先端から出力する。
なお、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各実施形態の構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
本発明に係る光プローブは、患者の体内に挿入するカテーテルに使用される光ファイバの先端側の光プローブに有用である。
1、1F、1K、1L、1M、1N、1P 光ファイバ
1a、1Fa、1Ka、1La、1Ma、1Na、1Pa ガラス光ファイバ
1aa、1Faa、1Kaa、1Laa、1Maa、1Naa、1Paa コア部
1ab、1Fab、1Kab、1Lab、1Mab、1Nab、1Pab クラッド部
1b、1Fb、1Kb、1Lb、1Mb、1Nb、1Pb 被覆
1Fac、1Kac、1Lac、1Nac、1Pac 先端面
1Ld、1Pd、3、3Ab、3Bb、3Fb、3Gb、3K 反射膜
2、2A、2B、2D、2E、2F、2H、2I、2J 保持部材
2a、2Aa、2Da、2Fa、2Ha 開口穴
2b、2Ab、2Bb、2Db、2Eb、2Fb、2Ib 光ファイバ入力穴
2c、2Ac、2Bc、2Dc、2Ec、2Fc、2Ic、2Jc 挿通穴
2Bd、2Id、2Jd 端面
2Dd、2Ee、3Ca 反射面
2Ed 突起部
2d、2Fd、2Hd、2He 傾斜面
2Hf 先端部
2Ie、2Je 拡径穴
3A、3B、3C、3G 反射用部材
3Aa、3Ba、3Ga 部材
3H 回折格子板
10、10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、10I、10K、10KA、10N 光プローブ
A1 矢印
G ブラッググレーティング
L、L1 レーザ光
L2、L3 モニタ光
R1、R2、R3 反射面
1a、1Fa、1Ka、1La、1Ma、1Na、1Pa ガラス光ファイバ
1aa、1Faa、1Kaa、1Laa、1Maa、1Naa、1Paa コア部
1ab、1Fab、1Kab、1Lab、1Mab、1Nab、1Pab クラッド部
1b、1Fb、1Kb、1Lb、1Mb、1Nb、1Pb 被覆
1Fac、1Kac、1Lac、1Nac、1Pac 先端面
1Ld、1Pd、3、3Ab、3Bb、3Fb、3Gb、3K 反射膜
2、2A、2B、2D、2E、2F、2H、2I、2J 保持部材
2a、2Aa、2Da、2Fa、2Ha 開口穴
2b、2Ab、2Bb、2Db、2Eb、2Fb、2Ib 光ファイバ入力穴
2c、2Ac、2Bc、2Dc、2Ec、2Fc、2Ic、2Jc 挿通穴
2Bd、2Id、2Jd 端面
2Dd、2Ee、3Ca 反射面
2Ed 突起部
2d、2Fd、2Hd、2He 傾斜面
2Hf 先端部
2Ie、2Je 拡径穴
3A、3B、3C、3G 反射用部材
3Aa、3Ba、3Ga 部材
3H 回折格子板
10、10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、10I、10K、10KA、10N 光プローブ
A1 矢印
G ブラッググレーティング
L、L1 レーザ光
L2、L3 モニタ光
R1、R2、R3 反射面
Claims (17)
- 光ファイバの先端側に取り付けられ、前記光ファイバを保持する保持部材を備え、
出力した光の進行方向を前記光ファイバに対して側方に向かう方向に変更する進行方向変更手段は、前記保持部材の一部の面で接合し、前記出力した光を反射する反射体である
ことを特徴とする光プローブ。 - 光ファイバの先端側に取り付けられた、前記光ファイバを保持する保持部材を備え、
出力した光の進行方向を前記光ファイバに対して側方に向かう方向に変更する進行方向変更手段は、前記保持部材の一部であり、前記出力した光を反射する反射部によって構成されている
ことを特徴とする光プローブ。 - 光ファイバから出力する光の進行方向を前記光ファイバに対して側方に向かう方向に変更する進行方向変更手段が、前記光ファイバの端面に設けられる
ことを特徴とする光プローブ。 - 前記光ファイバの先端側に取り付けられた、前記光ファイバを保持する保持部材を備え、
前記進行方向変更手段は、前記保持部材に設けた、前記出力した光を回折する回折格子であることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の光プローブ。 - 前記保持部材は、挿通穴と、前記挿通穴と連通し、前記挿通穴よりも内径が大きい拡径穴とを有し、
前記光ファイバは、前記挿通穴に挿通されているとともに、前記先端面が前記挿通穴と前記拡径穴との境界、または該境界よりも前記拡径穴側に位置している
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光プローブ。 - 前記光ファイバの前記光が出力する先端面は、前記光ファイバの光軸に対して傾斜している
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の光プローブ。 - 前記光ファイバの前記光が出力する先端面に設けられ、前記光を透過し、前記光とは波長が異なる光を反射する反射体を備える
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の光プローブ。 - 前記光ファイバのコア部に設けられ、前記光を透過し、前記光とは波長が異なる光を反射するブラッググレーティングを備える
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の光プローブ。 - 前記光ファイバの前記光が出力する先端面は、前記光ファイバの光軸に対して傾斜しており、前記進行方向変更手段は、前記先端面に設けられた、前記光を反射する反射体である
ことを特徴とする請求項1に記載の光プローブ。 - 前記光ファイバの先端側に取り付けられた、前記光ファイバを保持する保持部材を備え、
前記保持部材は、挿通穴と、前記挿通穴と連通し、前記挿通穴が延伸する方向に対する側面に開口する開口穴とを有しており、
前記光ファイバは前記保持部材の挿通穴に挿通されているとともに、前記先端面が前記開口穴の内部に突出し、前記光ファイバの先端面が前記開口穴の開口側とは反対側に向いていることを特徴とする請求項9に記載の光プローブ。 - 前記保持部材の外形は、略円柱形状である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光プローブ。 - 前記光とは波長が異なる光を反射する反射体または前記ブラッググレーティングは、前記光とは波長が異なる光に対する反射率が4%以上である
ことを特徴とする請求項7または8に記載の光プローブ。 - 前記光とは波長が異なる光を反射する反射体または前記ブラッググレーティングは、前記光とは波長が異なる光に対する反射率が40%以上である
ことを特徴とする請求項7または8に記載の光プローブ。 - 前記光とは波長が異なる光の波長は、前記光の波長から3nm以上だけ離れている
ことを特徴とする請求項7、8、12および13のいずれか1項に記載の光プローブ。 - 前記光とは波長が異なる複数の光を反射する複数の前記反射体または前記ブラッググレーティングを備えることを特徴とする請求項7、8および12~14のいずれか1項に記載の光プローブ。
- 前記光の波長は980nm波長帯に属し、前記光とは波長が異なる光は、可視領域、O波長帯、またはC波長帯に属することを特徴とする請求項7、8および12~15のいずれか1項に記載の光プローブ。
- 前記光ファイバはコア径が65μm以上である
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の光プローブ。
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