CN221039507U - 一种侧射光纤组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种侧射光纤组件，包括：光纤、柱状透镜以及保护帽；光纤与柱状透镜共轴设置，光纤的输出端与柱状透镜的第一端相对设置，光纤和柱状透镜均位于保护帽内；柱状透镜包括远离光纤一侧的第一端面，第一端面为平面，第一端面与光纤的中心轴呈预设夹角；保护帽的外壁包括第一侧面和第二侧面；第一侧面与第二侧面相交，第一侧面为圆柱面，第二侧面为平面，第二侧面与光纤的中心轴平行；激光从光纤的输出端出射后入射到柱状透镜，经第一端面反射后，从第二侧面射出。本实用新型实施例中的第二侧面为平面，激光穿过第二侧面时不会受到额外的偏折，依然保持准直，从而可以使投影在人体组织上的光斑是圆形，光的能量均匀分布。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗用光学器件技术领域，尤其涉及一种侧射光纤组件。
背景技术
在激光微创手术中，激光的传输方式主要有直射方式和侧射方式两种。传统的侧射式光纤手术刀头是将光纤端面研磨抛光成斜面，利用全反射原理实现激光侧向射出。
侧射光纤组件用于将光能量导向光纤轴以外的方向，这个方向通常与光纤轴夹70°-90°。全反射的折射率条件通过用一个周向保护帽包裹住光纤端面来维持。
但是在这种技术方案中，主要的缺点是有大约20％-30％的光能量以杂乱无章的角度射出，这种杂散光会使非目标组织受到光照射，产生误伤。
实用新型内容
本实用新型提供了一种侧射光纤组件，第二侧面为平面，激光穿过第二侧面时不会受到额外的偏折，依然保持准直，从而可以使投影在人体组织上的光斑是圆形，光的能量均匀分布。
本实用新型实施例提供了一种侧射光纤组件，包括：光纤、柱状透镜以及保护帽；
所述光纤与所述柱状透镜共轴设置，所述光纤的输出端与所述柱状透镜的第一端相对设置，所述光纤和所述柱状透镜均位于所述保护帽内；
所述柱状透镜包括远离所述光纤一侧的第一端面，所述第一端面为平面，所述第一端面与所述光纤的中心轴呈预设夹角；
所述保护帽的外壁包括第一侧面和第二侧面；所述第一侧面与所述第二侧面相交，所述第一侧面为圆柱面，所述第二侧面为平面，所述第二侧面与所述光纤的中心轴平行；
激光从所述光纤的输出端出射后入射到所述柱状透镜，经所述第一端面反射后，从所述第二侧面射出。
可选的，所述光纤的输出端面为球面。
可选的，所述柱状透镜的第一端的端面为球面。
可选的，所述预设夹角为45°。
可选的，所述保护帽与所述柱状透镜的折射率均为1.4-1.5，且所述保护帽与所述柱状透镜的折射率的差值小于0.05。
可选的，所述柱状透镜和所述光纤通过胶水固定于所述保护帽内。
可选的，所述胶水的折射率为1.4-1.5，且所述胶水的折射率与所述保护帽以及所述柱状透镜的折射率的差值均小于0.05。
可选的，所述光纤包括医用光纤，所述光纤的输出端面的曲率半径为1.0mm-2.0mm。
可选的，所述柱状透镜包括熔融石英；所述柱状透镜的第一端的端面的曲率半径为1.0mm-2.0mm。
可选的，所述保护帽包括熔融石英，所述保护帽的内径为0.65-0.8mm，所述保护帽的外径为1.6-2.0mm，所述第二侧面的宽度为1.2-1.4mm。
本实用新型公开了一种侧射光纤组件，包括：光纤、柱状透镜以及保护帽；光纤与柱状透镜共轴设置，光纤的输出端与柱状透镜的第一端相对设置，光纤和透镜均位于保护帽内；柱状透镜包括远离光纤一侧的第一端面，第一端面为平面，第一端面与光纤的中心轴呈预设夹角；保护帽的外壁包括第一侧面和第二侧面；第一侧面与第二侧面相交，第一侧面为圆柱面，第二侧面为平面，第二侧面与光纤的中心轴平行；激光从光纤的输出端出射后入射到柱状透镜，经第一端面反射后，从第二侧面射出。本实用新型实施例中的第二侧面为平面，激光穿过第二侧面时不会受到额外的偏折，依然保持准直，从而可以使投影在人体组织上的光斑是圆形，光的能量均匀分布。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种侧射光纤组件的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种侧射光纤组件的横截面图；
图3为本实用新型实施例提供的一种光束截面图；
图4为本实用新型实施例提供的一种现有技术的侧射光纤组件的横截面图；
图5为本实用新型实施例提供的一种现有技术的光束截面图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，本实用新型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。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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。
图1为本实用新型实施例提供的一种侧射光纤组件的结构示意图，参考图1，本实用新型实施例提供了一种侧射光纤组件，包括：光纤1、柱状透镜2以及保护帽3。
其中，柱状透镜2可以为圆柱体透镜。
需要说明的是，光纤1具有包层，柱状透镜2不具有包层，整体为同一折射率的材料制成。
继续参考图1，光纤1与柱状透镜2共轴设置，光纤1的输出端与柱状透镜2的第一端相对设置，光纤1和柱状透镜2均位于保护帽3内。柱状透镜2包括远离光纤1一侧的第一端面21，第一端面21为平面，第一端面21与光纤1的中心轴呈预设夹角。
其中，光纤1的输出端与柱状透镜2的第一端相对设置形成空腔4。
需要说明的是，第一端面21与光纤1的中心轴呈预设夹角可以对激光a的光束作全内反射。其中，预设夹角的角度设置为可以刚好满足全反射的角度。
图2为本实用新型实施例提供的一种侧射光纤组件的横截面图，参考图1-2，保护帽3的外壁包括第一侧面31和第二侧面32。第一侧面31与第二侧面32相交，第一侧面31为圆柱面，第二侧面32为平面，第二侧面32与光纤1的中心轴平行。
继续参考图1，本实用新型实施例中，激光a从光纤1的输出端出射后入射到柱状透镜2，经第一端面21反射后，从第二侧面32射出。
图3为本实用新型实施例提供的一种光束截面图，参考图3，激光a从本实用新型实施例中的第二侧面32穿过第二侧面32后投影的光斑是圆形，可以使光能量均匀分布。
图4为本实用新型实施例提供的一种现有技术的侧射光纤组件的横截面图。图5为本实用新型实施例提供的一种现有技术的光束截面图，具体为图4中现有技术的侧射光纤组件的输出光束的截面图。为了方便理解本实用新型实施例方案的优点，参考图4-5，现有技术的方案为当保护帽3的整个外壁34是圆柱面时，激光a穿过外壁34时，会受到额外的偏折，产生汇聚效果。如图5所示，当保护帽3的整个外壁34是圆柱面时形成的光斑是椭圆形，光能量分布不再均匀。椭圆光斑在临床应用上会产生不利的效果，本实用新型采用平面作为出光面，可以获得能量分布均匀的圆形光斑。
本实用新型实施例中的第二侧面32为平面，激光a穿过第二侧面32时不会受到额外的偏折，依然保持准直，从而可以使投影在人体组织上的光斑是圆形，光的能量均匀分布。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图1，光纤1的输出端面11为球面。
本实用新型实施例中，光纤1的输出端面11为球面可以对激光a产生汇聚效果，降低发散角。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图1，柱状透镜2的第一端的端面22为球面。
本实用新型实施例中，柱状透镜2的第一端的端面22为球面可以对激光作进一步汇聚。
可以理解的是，对光纤1的输出端面11以及柱状透镜2的第一端的端面22设置合适的曲率半径，可以使得激光a入射到柱状透镜2内的光束为准直光束，使得第一端面21与光纤1的中心轴的预设夹角的设置只需满足水平光线全反射条件，不需要考虑光纤1的数值孔径及其模角的影响，可以获得侧射角度的最大选择自由度。
可选的，在上述实施例的基础上，预设夹角为45°。
可以理解的是，当第一端面21与光纤1的中心轴的预设夹角为45°时，侧射角度是理想的90°，本实用新型实施例的方案不存在轴向光或背光问题。
可选的，在上述实施例的基础上，保护帽3与柱状透镜2的折射率均为1.4-1.5，且保护帽3与柱状透镜2的折射率的差值小于0.05。通过设置保护帽3和柱状透镜2的折射率差较小，可以降低界面的反射率，提高出光效率。
可选的，在上述实施例的基础上，柱状透镜2和光纤1通过胶水固定于保护帽3内。
其中，柱状透镜2和保护帽3可以通过二氧化碳激光器使用热熔方式黏连在一起，也可以使用折射率匹配的胶水固定。
可选的，在上述实施例的基础上，胶水的折射率为1.4-1.5，且胶水的折射率与保护帽3以及柱状透镜2的折射率的差值均小于0.05。
其中，本实用新型实施例中保护帽3的内壁33与柱状透镜2的外壁23之间应避免空气渗入，以降低折射率差异产生的界面反射。
可选的，在上述实施例的基础上，光纤1包括医用光纤，光纤1的输出端面11的曲率半径为1.0mm-2.0mm。
其中，光纤1的包层直径为605μm，纤芯直径为550μm。
可选的，在上述实施例的基础上，柱状透镜2包括熔融石英，柱状透镜2的第一端的端面22的曲率半径为1.0mm-2.0mm。
可选的，在上述实施例的基础上，保护帽3包括熔融石英，保护帽3的内径为0.65-0.8mm，保护帽3的外径为1.6-2.0mm，第二侧面32的宽度为1.2-1.4mm。
其中，保护帽3可以由熔融石英或熔融二氧化硅制成。
上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。
Claims (10)
1.一种侧射光纤组件，其特征在于，包括：光纤、柱状透镜以及保护帽；
所述光纤与所述柱状透镜共轴设置，所述光纤的输出端与所述柱状透镜的第一端相对设置，所述光纤和所述柱状透镜均位于所述保护帽内；
所述柱状透镜包括远离所述光纤一侧的第一端面，所述第一端面为平面，所述第一端面与所述光纤的中心轴呈预设夹角；
所述保护帽的外壁包括第一侧面和第二侧面；所述第一侧面与所述第二侧面相交，所述第一侧面为圆柱面，所述第二侧面为平面，所述第二侧面与所述光纤的中心轴平行；
激光从所述光纤的输出端出射后入射到所述柱状透镜，经所述第一端面反射后，从所述第二侧面射出。
2.根据权利要求1所述的侧射光纤组件，其特征在于，所述光纤的输出端面为球面。
3.根据权利要求1所述的侧射光纤组件，其特征在于，所述柱状透镜的第一端的端面为球面。
4.根据权利要求1所述的侧射光纤组件，其特征在于，所述预设夹角为45°。
5.根据权利要求1所述的侧射光纤组件，其特征在于，所述保护帽与所述柱状透镜的折射率均为1.4-1.5，且所述保护帽与所述柱状透镜的折射率的差值小于0.05。
6.根据权利要求5所述的侧射光纤组件，其特征在于，所述柱状透镜和所述光纤通过胶水固定于所述保护帽内。
7.根据权利要求6所述的侧射光纤组件，其特征在于，所述胶水的折射率为1.4-1.5，且所述胶水的折射率与所述保护帽以及所述柱状透镜的折射率的差值均小于0.05。
8.根据权利要求2所述的侧射光纤组件，其特征在于，所述光纤包括医用光纤，所述光纤的输出端面的曲率半径为1.0mm-2.0mm。
9.根据权利要求3所述的侧射光纤组件，其特征在于，所述柱状透镜包括熔融石英所述柱状透镜的第一端的端面的曲率半径为1.0mm-2.0mm。
10.根据权利要求1所述的侧射光纤组件，其特征在于，所述保护帽包括熔融石英，所述保护帽的内径为0.65-0.8mm，所述保护帽的外径为1.6-2.0mm，所述第二侧面的宽度为1.2-1.4mm。
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