CN113237850A - 一种用于oct的光纤准直器、制作方法以及oct设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于OCT的光纤准直器、制作方法以及OCT设备，光纤准直器包括用于传输光束的光纤，还包括用于准直光束的光学透镜，所述光学透镜的一端与所述光纤的一端通过熔接的方式连接、使得所述光学透镜与所述光纤之间形成熔接部，所述光学透镜的另一端具有倾斜面，所述倾斜面上设有光反射结构，所述光学透镜上与所述倾斜面相邻的侧面形成进/出光面。本发明具有整体尺寸短、组装工艺简单、光路不易受污染的特点。

Description

一种用于OCT的光纤准直器、制作方法以及OCT设备
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种用于OCT的自聚焦透镜、光纤准直器、制作方法以及OCT设备。
背景技术
光学干涉断层成像技术(Optical Coherence Tomography,OCT)是一种基于弱相干光干涉原理，通过检测不同组织对入射的弱相干光的背向反射或散射信号得到生物组织的二维或三维结构的光学成像技术。
OCT光学扫描探头通过内部光纤导丝旋转扫描得到图像，在光纤导丝旋转的同时探头轴向运动可以进行逐层扫描，能获取更加丰富的图像信息。在OCT光学扫描探头中，常用到准直器。现有技术中的光纤准直器通常由尾纤、透镜、棱镜等多个部件组成，存在整体尺寸较长(目前为10mm以上)、组装工艺复杂、光路易受污染(固定光器件时密封性不能保证，器件端面在组装前后都存在被污染的风险)的问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种用于OCT的光纤准直器，它具有整体尺寸短、组装工艺简单、光路不易受污染的特点。
本发明的目的之二在于提供一种用于OCT的光纤准直器的制作方法。
本发明的目的之三在于提供一种OCT设备。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种用于OCT的光纤准直器，包括用于传输光束的光纤，其特征在于，还包括用于准直光束的光学透镜，所述光学透镜的一端与所述光纤的一端通过熔接的方式连接、使得所述光学透镜与所述光纤之间形成熔接部，所述光学透镜的另一端具有倾斜面，所述倾斜面上设有光反射结构，所述光学透镜上与所述倾斜面相邻的侧面形成进/出光面。
一种可选的实施方式中，还包括金属保护管，所述金属保护管的一端形成用于连接扭矩线缆的敞口端，其另一端形成封闭端；所述光学透镜设置于所述金属保护管内，所述光学透镜的倾斜面位于金属保护管的封闭端，所述光学透镜与所述光纤之间的熔接部设置于所述金属保护管内，所述光纤的另一端穿过所述金属保护管的敞口端向外伸出；所述金属保护管上对应光学透镜的进/出光面的位置开设有透光孔。
一种可选的实施方式中，所述光学透镜的倾斜面与所述金属保护管的封闭端之间还填充有胶水，使得所述光学透镜与所述金属保护管固定连接。
一种可选的实施方式中，所述金属保护管的封闭端形成半球状。
一种可选的实施方式中，所述金属保护管的邻近敞口端的管壁上开设有与金属保护管的内腔连通的通孔。
一种可选的实施方式中，所述熔接部能够承受的拉力为10N以上，熔接部的回损在60dB以上，熔接部的插损在0.2dB以下。
一种可选的实施方式中，所述光学透镜包括圆柱形的自聚焦透镜，所述自聚焦透镜的一端形成所述倾斜面；所述光反射结构为光反射膜，所述光反射膜对入射光的反射率大于99％。
一种可选的实施方式中，所述自聚焦透镜的进/出光面上设置有增透膜，所述增透膜对入射光的透射率大于99％。
一种可选的实施方式中，所述倾斜面与自聚焦透镜的轴线之间呈夹角α，α＝30°-60°。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种用于OCT的光纤准直器的制作方法，其特征在于，包括：
光纤与光学透镜熔接步骤：将光学透镜的一端与光纤的一端通过熔接的方式连接、使得所述光学透镜与所述光纤之间形成熔接部；所述光学透镜的另一端制成有倾斜面，在倾斜面上设置有光反射结构，所述光学透镜上与所述倾斜面相邻的侧面形成进/出光面；
金属保护管安装步骤：提供金属保护管，所述金属保护管的一端形成用于连接扭矩线缆的敞口端，其另一端形成封闭端；在金属保护管的封闭端填充胶水，将光学透镜设置于所述金属保护管内，所述光学透镜的倾斜面位于金属保护管的封闭端，所述光学透镜与所述光纤之间的熔接部设置于所述金属保护管内，所述光纤的另一端穿过所述金属保护管的敞口端向外伸出；将金属保护管上的透光孔与光学透镜的进/出光面对齐，最后将光学透镜的倾斜面与胶水粘接固定。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
一种OCT设备，其包括本发明目的之一的用于OCT的光纤准直器。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明的光学透镜的一端与光纤的一端通过熔接的方式连接、使得所述光学透镜与所述光纤之间形成熔接部，光纤与光学透镜熔接后能承受一定程度的拉力，同时光纤内传输的光可从右端面进入光学透镜或使光学透镜的光能够进入光纤内。光学透镜(例如：自聚焦透镜，G-Lens)的另一端具有倾斜面，所述倾斜面上设有光反射结构，所述光学透镜上与所述倾斜面相邻的侧面形成进/出光面。使从端面进入光学透镜中的光束到达倾斜面后，通过光反射结构反射后，从光学透镜的侧面的进/出光面；或使从进/出光面反射回来的光能够通过光反射结构反射回到光学透镜中，并从另一端面传输至光纤。通常用于OCT探头的准直器需要侧面出光，相比现有技术中采用尾纤+G-Lens+棱镜的结构，此设计省去了尾纤和棱镜，缩短了准直器长度，相比原来的结构，整体尺寸可缩短约50％，缩短至约5mm；简化了组装工序，只需固定G-Lens。同时熔接的方式避免了光路在组装过程中被污染。另外，通过设计增透膜，能够减少表面的反射光。
2、本发明还包括金属保护管，对光学透镜起到保护作用；另外金属保护管上对应光学透镜的进/出光面的位置开设有透光孔，透光孔使准直器侧面发出的光不会被金属保护管的管壁遮挡。
3、本发明的光学透镜的倾斜面与金属保护管的封闭端之间还填充有胶水，使得光学透镜与金属保护管固定连接。同时，填充胶水可以避免准直器在液体环境中旋转时，空腔扰动液体产生气泡影响光路。
4、本发明的金属保护管的封闭端形成半球状。半球状的封闭端用于防止准直器转动时划伤其它器件。
5、本发明的金属保护管的邻近敞口端的管壁上开设有与金属保护管的内腔连通的通孔。实际应用过程中，当所述金属保护管的敞口端连接扭矩线缆后，金属保护管与扭矩线缆之间通过胶水固定，通孔作为点胶孔或溢胶孔，通过扭矩线缆能够带动准直器旋转。
6、本发明的制作方法将光学透镜的一端与光纤的一端通过熔接的方式连接，然后将光学透镜设置于金属保护管内，将金属保护管上的透光孔与光学透镜的进/出光面对齐，最后将光学透镜的倾斜面与胶水粘接固定，即可完成组装，大大简化了组装工序。
附图说明
图1为实施例一的光纤准直器的结构示意图；
图2为实施例一的光纤准直器的另一角度的结构示意图；
图3为实施例一的光纤与光学透镜的立体图；
图4为实施例一的光纤与光学透镜的另一角度的立体图；
图5为实施例一的光纤与光学透镜的剖示图；
图6为实施例一的光束模拟示意图；
图7为实施例二的光纤准直器的立体图；
图8为实施例二的光纤准直器的剖示图；
图9为实施例二的金属保护管的立体图。
图中：10、光纤；20、光学透镜；21、倾斜面；22、进/出光面；30、熔接部；40、光反射结构；50、增透膜；60、金属保护管；61、敞口端；62、封闭端；63、透光孔；64、通孔；70、胶水。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。除特殊说明的之外，本实施例中所采用到的材料及设备均可从市场购得。所述实施例的实例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连通”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中介媒介间相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一：
参照图1-4，一种用于OCT的光纤准直器，包括用于传输光束的光纤10，还包括用于准直光束的光学透镜20，光学透镜20的一端与光纤的一端通过熔接的方式连接、使得光学透镜20与光纤10之间形成熔接部30，光学透镜20的另一端具有倾斜面21，倾斜面21上设有光反射结构40，光学透镜20上与倾斜面21相邻的侧面形成进/出光面22。
具体地，光学透镜20包括圆柱形的自聚焦透镜(G-Lens)，自聚焦透镜的一端形成倾斜面21；光反射结构40为光反射膜，光反射膜对入射光的反射率为大于99％。
在本发明较佳的实施例中，自聚焦透镜的进/出光面22上镀有增透膜50，增透膜50对入射光的透射率为大于99％。通过设计增透膜50，能够减少表面的反射光。
在本发明较佳的实施例中，参照图5，倾斜面21与自聚焦透镜的轴线之间呈夹角α，α＝30°-60°。通过改变角度大小，可以采集特定方向上散射回来的样品光，考虑实际需求，更优选地，α＝40°。
在本发明较佳的实施例中，光纤10的轴线与自聚焦透镜的轴线同轴。
本实施例中，光纤右端面与G-Lens左端面通过熔接的方式连接在一起，两者熔接后能承受一定程度的拉力，同时光纤内传输的光可从右端面进入G-Lens或使G-Lens的光能够进入光纤内。G-Lens右端研磨或切割形成一定角度，并在表面镀有光反射膜，使从端面进入G-Lens中的光束到达右端面后，能从图6中所示的出光方向侧面出光；或使从出光方向反射回来的光能够通过光反射膜反射回到G-Lens中，并从左端面传输至光纤。
实施例二：
参照图7-9，在实施例一的基础上，本实施例的特点是：还包括金属保护管60，金属保护管60的一端形成用于连接扭矩线缆的敞口端61，其另一端形成封闭端62；光学透镜20设置于金属保护管60内，光学透镜20的倾斜面21位于金属保护管的封闭端62，光学透镜20与光纤10之间的熔接部30设置于金属保护管60内，光纤的另一端穿过金属保护管60的敞口端61向外伸出；金属保护管60上对应光学透镜20的进/出光面22的位置开设有透光孔63。透光孔63使准直器侧面发出的光不会被金属保护管60的管壁遮挡，组装时应注意控制准直器与金属管的相对位置，保证光路畅通。优选地，透光孔63为矩形切口，切口长度略大于G-Lens研磨面的轴向长度，切口深度等于或略小于金属管外直径的一半。
金属保护管60的整体为中空的薄壁结构，内径与G-Lens外径相当，壁厚视产品整体尺寸要求而定，通常在0.03-0.5mm之间。金属保护管60总长与G-Lens长度相关，通常比G-Lens长2-5mm，给组装扭矩线缆留出空间。
在本发明较佳的实施例中，光学透镜20的倾斜面21与金属保护管60的封闭端62之间还填充有胶水70，使得光学透镜20与金属保护管60固定连接。同时，填充胶水可以避免准直器在液体环境中旋转时，空腔扰动液体产生气泡影响光路。
在本发明较佳的实施例中，金属保护管60的封闭端62形成半球状。半球状的封闭端62用于防止准直器转动时划伤其它器件。
在本发明较佳的实施例中，金属保护管60的邻近敞口端61的管壁上开设有与金属保护管60的内腔连通的通孔64。具体地，通孔64的孔径与金属管外直径的一半相当。实际应用过程中，当金属保护管60的敞口端61连接扭矩线缆后，金属保护管60与扭矩线缆之间通过胶水固定，通孔64作为点胶孔或溢胶孔，通过扭矩线缆能够带动准直器旋转。
在本发明较佳的实施例中，根据不同的熔接机类型，适当调节熔接参数，应保证熔接部30能够承受的拉力为10N以上。熔接部30的回损应在60dB以上，且越高越好。熔接部30的插损应在0.2dB以下，且越低越好。
在本发明另外一些实施例中，在一些对插回损要求不高的场合也可用胶水粘接的方式来代替熔接固定光纤和光学透镜20。准直器的光斑参数：通常会关注准直器的束腰位置与束腰光斑的大小，用于契合具体使用场景。现有技术中的结构，G-Lens的长度是固定的，通过调节准直器中光纤出光面(尾纤)与G-Lens(透镜)的距离，来控制上述参数，而此发明还可以通过调节准直器中G-Lens的长度来控制，可以达到相同的参数，省去了反复调节的麻烦。
实施例三：
一种用于OCT的光纤准直器的制作方法，包括：
光纤与光学透镜熔接步骤：将光学透镜的一端与光纤的一端通过熔接的方式连接、使得光学透镜与光纤之间形成熔接部；光学透镜的另一端制成有倾斜面，在倾斜面上设置有光反射结构，光学透镜上与倾斜面相邻的侧面形成进/出光面；
金属保护管安装步骤：提供金属保护管，金属保护管的一端形成用于连接扭矩线缆的敞口端，其另一端形成封闭端；在金属保护管的封闭端填充胶水，将光学透镜设置于金属保护管内，光学透镜的倾斜面位于金属保护管的封闭端，光学透镜与光纤之间的熔接部设置于金属保护管内，光纤的另一端穿过金属保护管的敞口端向外伸出；将金属保护管上的透光孔与光学透镜的进/出光面对齐，最后将光学透镜的倾斜面与胶水粘接固定。
实际应用过程中，还包括扭矩线缆组装步骤：金属保护管的敞口端连接扭矩线缆后，金属保护管与扭矩线缆之间通过胶水固定，通孔作为点胶孔或溢胶孔。
实施例四
实施例四公开一种包括上述实施例一或实施例二的用于OCT的光纤准直器的OCT设备。OCT设备为基于弱相干光干涉原理，通过检测不同组织对入射的弱相干光的背向反射或散射信号得到生物组织的二维或三维结构的光学成像。
OCT设备除包括上述的光纤准直器外，主要包括OCT光学扫描探头。OCT光学扫描探头通过内部光纤导丝旋转扫描得到图像，在光纤导丝旋转的同时探头轴向运动可以进行逐层扫描，能获取更加丰富的图像信息。
虽然仅仅已经对本申请的某些部件和实施例进行了图示并且描述，但是在不实际脱离在权利要求书中的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以想到许多修改和改变(例如，各个元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、安装布置、材料使用、颜色、取向等的变化)。
最后应说明的是：上述实施方式仅为本发明的优选实施例方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于OCT的光纤准直器，包括用于传输光束的光纤，其特征在于，还包括用于准直光束的光学透镜，所述光学透镜的一端与所述光纤的一端通过熔接的方式连接、使得所述光学透镜与所述光纤之间形成熔接部，所述光学透镜的另一端具有倾斜面，所述倾斜面上设有光反射结构，所述光学透镜上与所述倾斜面相邻的侧面形成进/出光面。
2.根据权利要求1所述的用于OCT的光纤准直器，其特征在于，还包括金属保护管，所述金属保护管的一端形成用于连接扭矩线缆的敞口端，其另一端形成封闭端；所述光学透镜设置于所述金属保护管内，所述光学透镜的倾斜面位于金属保护管的封闭端，所述光学透镜与所述光纤之间的熔接部设置于所述金属保护管内，所述光纤的另一端穿过所述金属保护管的敞口端向外伸出；所述金属保护管上对应光学透镜的进/出光面的位置开设有透光孔。
3.根据权利要求2所述的用于OCT的光纤准直器，其特征在于，所述光学透镜的倾斜面与所述金属保护管的封闭端之间还填充有胶水，使得所述光学透镜与所述金属保护管固定连接。
4.根据权利要求2所述的用于OCT的光纤准直器，其特征在于，所述金属保护管的封闭端形成半球状；
或/和，
所述金属保护管的邻近敞口端的管壁上开设有与金属保护管的内腔连通的通孔。
5.根据权利要求1所述的用于OCT的光纤准直器，其特征在于，所述熔接部能够承受的拉力为10N以上，熔接部的回损在60dB以上，熔接部的插损在0.2dB以下。
6.根据权利要求1所述的用于OCT的光纤准直器，其特征在于，所述光学透镜包括圆柱形的自聚焦透镜，所述自聚焦透镜的一端形成所述倾斜面；所述光反射结构为光反射膜，所述光反射膜对入射光的反射率大于99％。
7.根据权利要求6所述的用于OCT的光纤准直器，其特征在于，所述自聚焦透镜的进/出光面上设置有增透膜，所述增透膜对入射光的透射率大于99％。
8.根据权利要求6所述的用于OCT的光纤准直器，其特征在于，所述倾斜面与自聚焦透镜的轴线之间呈夹角α，α＝30°-60°。
9.一种用于OCT的光纤准直器的制作方法，其特征在于，包括：
光纤与光学透镜熔接步骤：将光学透镜的一端与光纤的一端通过熔接的方式连接、使得所述光学透镜与所述光纤之间形成熔接部；所述光学透镜的另一端制作形成倾斜面，在倾斜面上设置有光反射结构，所述光学透镜上与所述倾斜面相邻的侧面形成进/出光面；
金属保护管安装步骤：提供金属保护管，所述金属保护管的一端形成用于连接扭矩线缆的敞口端，其另一端形成封闭端；在金属保护管的封闭端填充胶水，将光学透镜设置于所述金属保护管内，所述光学透镜的倾斜面位于金属保护管的封闭端，所述光学透镜与所述光纤之间的熔接部设置于所述金属保护管内，所述光纤的另一端穿过所述金属保护管的敞口端向外伸出；将金属保护管上的透光孔与光学透镜的进/出光面对齐，最后将光学透镜的倾斜面与胶水粘接固定。
10.一种OCT设备，其特征在于，其包括权利要求1-8任一项所述的用于OCT的光纤准直器。
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