Пристрій для спектрального об’єднання випромінювання

Пристрій для спектрального об'єднання випромінювання, що містить канал вводу випроміню 42912 тому оптичні втрати не підвищуються різко із збільшенням оптичних каналів. Однак пристрої спектрального об'єднання та розподілу на основі призм, а також селфоустаткування не знайшли використання у зв'язку з малою дисперсією призм та важкістю забезпечення жорсткої конструкції [2, 3]. Відомий внутрісосудиновий лазерний катетер, який містить гелій-неоновий лазер, світловод та перемішувач світла [4], а також додаткові лазерні джерела синього та зеленого світла, циліндричний п'єзокерамічний осередок, які оптично послідовно об'єднані поміж собою та електричні входи яких увімкнені до блока керування, а на виході встановлений каналізатор-фокон акустооптичного модульованого поля. Експериментальні дослідження пропонованого акустооптичного багатокомпонентного лазерного катетера виявили, що він має широке використання. Однак, пристрій передбачає зміщування випромінювання тільки видимої частини спектра трикомпонентних лазерних джерел, встановлених послідовно. При цьому ущілення світлового потоку здійснюється за допомогою каналізатора-фокона. Така складна система змішування та ущілення випромінювання неминуче пов'язана з утратами, які сприяють зниженню ефективності опромінювання та зменшенню функціональних можливостей пристрою у цілому. Найбільш близьким до запропонованого рішення за призначенням, технічною суттю та досягаємим результатом при використанні є пристрій для спектрального об'єднання випромінювання, який має канал вводу випромінювання, канал виводу випромінювання та оптичний формуючий елемент [3]. При цьому оптичний формуючий елемент може бути виконано, наприклад, за допомогою інтерференційного фільтра, який виконаний у вигляді скошеного торця одного волокна або з використанням сферичних лінз. Пропоновані пристрої можуть забезпечити об'єднання випромінювання різних джерел. Однак їх характеризує достатньо високий рівень перехресної перешкоди ~ 20 дБ у прямому каналі та ~ 12 дБ у каналі, який утворився відображеним оптичним каналом. Крім того, розташування фільтрів під кутом до пучка, який розходиться, обмежує рознесення несучих (50 мм), тому не вдається забезпечити ефективного об'єднання (роз'єднання) більше двох несучих у середині одного оптичного діапазону, що відповідно обмежує функціональні можливості пристроїв, які використовують такі схеми об'єднання випромінювання [3]. Тому метою пропонованого технічного рішення є створення пристрою для об'єднання випромінювання, який має забезпечити можливість змішування двох або більше випромінювань при мінімальних втратах, відсутності перехресних перешкод у широкому діапазоні випромінювання. В основу винаходу поставлена задача удосконалення пристрою спектрального об’єднання випромінювання, у якому, внаслідок виконання оптичного формуючого елемента у вигляді мультиплексора з використанням роз'ємного з'єднувача, один кінцевик якого містить два або більше світловолокон, а другий - одне світловолокно, в коло якого можуть бути вписані усі кола світловолокон першого кінцевика, забезпечується об'єднання усіх випромінювань, передаваємих на декількох довжинах хвиль, їх сочетана дія на опромінювану поверхню, або об'єм, і завдяки цьому досягається висока терапевтична ефективність, обумовлена інтегральною системною реакцією організму у відповідь на сочетаний вплив випромінювання, який включає зміни на рівні клітин, тканин, органів та у керуючих системах організму. Поставлена ціль досягається тим, що у відомому пристрої спектрального об'єднання випромінювання, який містить канал вводу випромінювання, канал виводу випромінювання та оптичний формуючий елемент, згідно з винаходом, оптичний формуючий елемент виконаний вигляді мультиплексора з використанням роз'ємного з’єднувача, один кінцевик якого містить два або більше світловолокон, а другий - одне світловолокно, при цьому коло другого світловолокна вибране таким, що в нього можуть бути вписані одночасно всі кола світловолокон першого кінцевика. Виконання оптичного формуючого елемента у вигляді мультиплексора з використанням роз'ємного з'єднувача, один кінцевик якого містить два або більше світловолокон, а другий - одне світловолокно відповідного діаметра, дозволяє поєднати у одному каналі виводу відповідну кількість випромінювань різноманітної довжини хвиль з мінімальними втратами у кожному каналі, виключити перехресні перешкоди, спектральне розмиття, зосередити випромінювання від різноманітних джерел та різної довжини хвилі на одній заданій площині. Як видно із викладення суті пропонованого технічного рішення, воно відрізняється від прототипу і, о тже, є новим. Рішення також має винахідницький рівень. Відомо використання багатохвильової лазерної терапії, яка здійснюється за допомогою розгалужених зондів, вкриваючих випромінюючу дільницю в 20 см 2 [5]. Конструкція може мати 46-діодний розгалужуючий зонд. Однак при змішуванні випромінювання від декількох джерел, внаслідок на поверхні утворюється складна картина безлічі зон нерівномірного по щільності опромінювання, а безпосередньо під поверхнею забезпечує перекриття тільки 3-х довжин хвиль. Це пояснюється тим, що основою конструкції є кільцева антенна решітка, а сполучення або змішування випромінювання відбувається на опроміненій поверхні. Без додаткових пристроїв таке змішане випромінювання не може бути спрямовано у важко доступні місця. У пропонованому рішенні поєднання випромінювання виникає за допомогою мультиплексора, який забезпечує змішування різних довжин хвиль у світловолокні, та спільну їх проекцію на об'єкт впливу. Однак у даному випадку мультплексор принципово відрізняється від відомих [3]. Відомі пристрої спектрального об'єднання та розподілу (мультиплексори та демультиплексори), як помічено вище, сконструйовані в основному з використанням інтерференційних фільтрів або селфокустаткування та мають значний рівень втрат, а також складне конструктивне виконання. 2 42912 Оптичний формуючий елемент, виконаний у вигляді мультиплексора та по типу з'єднувача, виготовляють за добре розробленою технологією, яка забезпечує втрати на рівні 0,5 дБ, що принципово і відрізняє його від відомих пристроїв. Одержане за його допомогою результатне випромінювання може бути спрямоване та зосереджене у найбільш важкодоступних місцях. Пропонований пристрій промислово придатний, так як може бути використаний не тільки у приладах, реалізуючих методи лазерної медицини, але й у пристроях оптичного зв'язку. На фіг. 1 наведено загальний вигляд пристрою спектрального об'єднання. На фіг. 2 показаний торець першого кінцевика. На фіг. 3 показаний торець другого кінцевика. Пристрій спектрального об'єднання випромінювання (фіг. 1, 2, 3) має канал вводу лазерного випромінювання схематично позначений поз.1 та канал виводу лазерного випромінювання, також схематично позначений поз. 2. Канал вводу випромінювання 1 поєднано з джерелами випромінювання 0,65 мкм, 0,85 мкм, 0,98 мкм (на фіг. не показані). Оптичний формуючий елемент виконаний у вигляді мультиплексора, та має два кінцевика з зовнішнім діаметром 2,5 мм. В корпусі 3 першого кінцевика (див. фіг. 2) розміщені, наприклад, три світловолокна 4, 5 та 6 з серцевиною 7, зовнішній діаметр якої дорівнює 50 мкм, з оболонкою 8, зовнішній діаметр якої дорівнює 125 мкм. Світловолокна 4, 5, 6 зафіксовані у корпусі 3, вн утрішній діаметр якого дорівнює 1,2 мм, за допомогою клею 9. У корпусі 10 другого кінцевика (див. фіг. 3) розташовано світловолокно 11 також з сердцевиною 7, але діаметром 330 мкм та в оболонці 8. Зовнішній діаметр оболонки 8 у цьому випадку дорівнює 380 мкм. Це світловолокно зафіксовано у корпусі 10, внутрішній діаметр якого дорівнює 1,2 мм, за допомогою такого ж клею 9. Кінцевики зафіксовані один відносно одного за допомогою роз'ємного з'єднувача 12, який забезпечує юстировку каналів вводу та виводу випромінювання. Пристрій спектрального об'єднання випромінювання працює таким чином. Лазерне випромінювання від трьох джерел проходить відповідні відрізки оптичних волокон, утворюючи канал вводу випромінювання 1, та досягає відповідних торців світловолокон 4, 5, 6, які розміщені у корпусі 3 першого кінцевика. Потім випромінювання потрапляє на торець оптичного волокна другого кінцевика 10 та, змішавшись у сердечнику 7 (див. фіг. 3) світловолокна 11, досягає опромінюваної поверхні. При цьому втрати в основному визначаються френелєвським відображенням та не перевищують в описаному вище пристрої 0,5 дБ. Як видно із опису прикладу здійснення технічного рішення, пристрій дозволяє об'єднати в одному каналі виводу три випромінювання з довжиною хвилі 0,63 мкм, 0,85 мкм та 0,98 мкм при мінімальних втратах. Досягнуте таким чином випромінювання може бути спроектоване практично в усіляке важко досягаєме місце на тілі пацієнта або використане для передачі інформації. Джерела інформації 1. Хромов Б.М. Лазеры в экспериментальной медицине. - Л.: Медицина, 1973. – 180 с. 2. Глазер В. Световодная техника. Перевод с немецкого Сергеева Ю.Б. под ред. проф. Гроднева И.И. М.: ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ, 1985. - с. 110-111. 3. Волоконная оптика и приборостроение / Бутусов М.М., Галкин С.Л., Оробинский С.П., Пал Б.П.; Под общ. ред. Бутусова М.М. - Л.: Машиностроение, 1987. - с. 270-271 (прототип). 4. Описание к патенту Российской Федерации № 2032433, М. кл. А61N5/06, от 05.07.1991. 5. Проспект фірми OMEGA UNIVERSAL TECHNOLOGIES PLC., Omega House, 211 New Road, London N 1 6 UT, U. K. Фіг. 1 3 42912 Фіг. 2 Фіг. 3 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ __________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 __________________________________________________________ 4