[发明专利]多芯光纤

说明书

技术领域

符合本发明的装置涉及一种多芯光纤，优选地应用于使用光纤的成像方法，诸如共焦荧光成像方法。

背景技术

在诸如胃肠病、肺病、或心血管病的众多医学领域中，使用内窥镜来直接观察组织的表面，或作为治疗的辅助装置。进而，与内窥镜联合进行的荧光诊断引起了广泛的关注。

被激发光照射并被激发的组织发出具有特征光谱的荧光。当组织具有诸如肿瘤或癌的损伤时，该组织发出具有不同于正常特征光谱的光谱的特定的荧光。荧光诊断是一种利用该特征来从正常组织中辨别具有损伤的组织的诊断方法。由于该诊断方法不需要从患者身体上采集组织样品，患者免除了身体上的负担。这是该方法的许多优点之一。日本专利申请公开No.H08-224240公开了相关技术。

利用多芯光纤的共焦荧光成像方法经常与荧光诊断联合使用。在该方法中，具有不同波长的多个激发光束通过多芯光纤照射组织，并且接着通过该光纤收集具有来自该组织的激发光的荧光。通过分离激发光中的荧光，发生荧光光谱。由于在多芯光纤中嵌入的芯具有二维排列，在芯上进行的该信息处理产生二维图像。进而，通过变化的垂直位置和仅从每个焦点过滤信息而往复进行的该处理提供共焦图像。国际申请的公布的日文翻译No.2005-532883公开了相关的技术。

发明内容

本发明的特定实施例提供了有助于准确荧光诊断的多芯光纤。

根据本发明的示范实施例，多芯光纤包括具有石英的包层；以及嵌入该包层的多个芯，每个芯具有的直径(D)在1.3μm到2.0μm范围内，数值孔径(NA)为0.35到0.45，折射率分布系数(α)为2.0到4.0，每个芯的中心具有的锗含量为20wt％到30wt％，其中，相邻的芯的间距为3.0μm或更大。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的多芯光纤的横截面图；

图2是示出了芯和环绕着芯的包层周围的折射率曲线的图；

图3是示出了用于测量该多芯光纤的属性的测量设备的示意图；

图4是多芯光纤的发射光谱，在相应的芯中的锗含量为0wt％，19wt％，30wt％以及33wt％，由图3所示的测量设备测量；

图5是示出了由锗引起的发射强度与相应的芯中的锗含量的依赖关系的图；

图6是发射光谱测量设备的示意图；

图7表示向现有的多芯光纤入射波长为488nm的激发光，测定回光的发射光谱的示意图；以及

图8表示向现有的多芯光纤入射波长为440nm的激发光，测定回光的发射光谱的示意图。

具体实施方式

图6示意性地示出了关于研究由多芯光纤收集的光的谱线的测量设备100。

测量设备100包括发射波长为488nm的激光作为激发光的光源102，用于将该激光汇聚成直径2μm到3μm的光束的光学透镜104，被定位以接收该光束的多芯光纤106，设置于多芯光纤106的输出端的物镜108，以及与物镜108光学耦合的CCD110。测量设备100还包括：二向色滤光片112，该二向色滤光片112允许来自光源102的激光透射，并反射从物镜108反射并按顺序透射过多芯光纤106和光学透镜104的光；以及光谱分析仪114，用来接收由二向色滤光片112反射的光(由物镜108反射的光)，并对该光进行分析。测量设备100还包括：XYZ平台116，用来调整多芯光纤106的位置，以使光学透镜104和多芯光纤106光学耦合；以及用来降噪的反射滤镜118。

图7示出了光谱，其中示范实施例在波长515nm附近具有相对尖锐的发射尖峰，并在515nm到750nm范围内具有宽发射峰，其由光源102发射激光(单模，22mW)产生，光学镜头104收集光线使光入射到多芯光纤106的多个芯中之一，并对由物镜108反射并返回的光进行分析。

图8示出了针对示范实施例观察到的光谱，其中激发光的波长为405nm。该光谱具有波长460nm附近的尖峰，以及在600nm到640nm具有宽峰。同样在示范实施例中，其中激发光的波长为635nm，在光谱中观察到更长的波长，包括在从激发光的波长开始到大于激发光波长约200nm的范围内的光分量。

具有相对宽的光谱的相关光使荧光诊断的准确性劣化，并很难从荧光中过滤。进而，该光纤自身引起该相关光，否则其不会被观察到。本发明正是基于这些发现。