[发明专利]通过弯曲将光纤配置成发射辐射

说明书

背景

1.技术领域

本发明涉及光纤领域，且更具体地，涉及配置成通过弯曲来发射辐射的光纤。

2.相关技术的讨论

光纤是将电磁辐射(例如激光)传递到目标的常见的方法。光纤以直接地或斜向一边伸出地从端面发出的紧密光束通过镜传递辐射。光纤组件通常包括四个部分：纤芯、包层、涂层和护套。纤芯是光线被引导的区域；在全内反射(TIR)光纤的情况下，其通常被较低折射率的包层覆盖。在例如具有蜂窝状结构的光子晶体光纤(PCF)、具有光子带隙镜的全方位向导(Omni Guide)、布拉格光纤等的情况下，包层实际上包括更高折射率材料的复杂结构(例如在US7142756中公开的，在此通过引用以其整体并入)。在金属波导中，纤芯是较低折射率的且包层为涂层金属，通常为由碘化银涂覆的银。在所有这些光纤类型中，正常条件下，光被限制在纤芯区，而在极端的弯曲时，光漏出纤芯，且甚至可以漏出整个光纤。

众所周知，在弯曲时波导和光纤遭受损耗。这些损耗是由射线在纤芯/包层(镜)界面上的更高的入射角度造成的。这通常是大多数厂家尽量避免的主要的限制；参见例如康宁公司的ClearCurve光纤(在US5278931中公开，其在此通过引用以其整体并入)。另一种方法是使用外部的布线(如在US4078853中，其在此通过引用以其整体并入)，以限制光纤的弯曲和由此的损耗。其它设备利用基于弯曲中的损耗的在传感器结构中的光功率损耗(例如在US4770047中公开，其在此通过引用以其整体并入)。

在另一个例子中，US5138676(其在此通过引用以其整体并入)公开了通过减少光纤外径(OD)并相对于低指数的环境来限制光所实现的具有低损失的急弯。通过去除包层的一部分或在弯曲部分中将光纤向下拉来实现OD减少。其它方面通过US5278931、US4078853、US4770047和US5138676公开，其在此通过引用以其整体并入。

以三种主要方法进行组织切割和处理：手术刀(冷钢技术)、电手手术和激光手术。激光手术主要用于软组织的切除或凝固中。在激光手术中，光纤常被用于以在途中的最小损失来将激光能量传送到所需的部位。

在软组织切割和光纤的大多数其它医疗用途情况下，激光在治疗部位处从光纤的端部射出。光纤被用于安全将能量传递至斑点形式的精确位置，如在Lumenis公司的VersaPulse中。在某些情况下，光纤端部的局部重定向用于改善目标命中，例如在US7238180中所公开的，其在此通过引用以其整体并入。

在其它情况下，光纤被操纵以允许激光以90°角发射到光纤端部，术语“侧烧”，其使在要求的方向上弯曲光纤端部在几何上更难的情况下，更容易使用。平角是使用镜或侧烧机制来实现的。有时当侧烧的方法被使用时，需要光纤边缘的特殊处理以防止局部损伤和促进有效的端部侧烧，例如，如在US20070106286中公开的，其在此通过引用以其整体并入。在某些情况下，端部侧烧通过使光纤纤芯成锥形来实现，例如，如在US20110002584中公开的，其在此通过引用以其整体并入。可选择地，通过使用外部激光源优先加热侧烧增加在一侧上包层的折射率来实现(例如在US6606431中公开的，其在此通过引用以其整体并入)。

以下美国专利讲授用于利用激光辐射来切割的设备。这些专利通过引用以其整体并入本文。US4266547讲授线性作用在发射器和接收器之间的激光刀；US5151097讲授了一种激光发射器，其在通过元件中未覆盖的区域(其否则被不透光材料覆盖)发射辐射；US5470331讲授了一种可传送激光的探针系统，其设置有用于夹持组织一对相对的可传送激光的探针；US6283962讲授了一种医疗切除设备且US6221069讲授了具有拥有钩状形式的外探针和用于接触外探针的内探针并加热放置在内探针和外探针之间的目标组织的设备。US专利5531741和6409719(其在此通过引用以其整体并入)讲述了利用光纤来照亮场景的设备，其中支架是植入物。

简短概述

本发明的一个方面提供一种包括纤芯和包层的光纤，该光纤具有包层的至少一个指定区域，该至少一个指定区域布置成当将光纤在该至少一个指定区域处弯曲超过指定的弯曲阈值时从纤芯发射电磁辐射。

本发明的这些、另外的和/或其他的方面和/或优点：在下面的详细描述中陈述；是可能从该详细描述中可推论的；和/或是通过本发明的实践可学习的。

附图简述

为了更好地理解本发明的实施方案并示出该实施方案可如何被付诸实施，现在将纯粹以示例的方式参照附图，在附图中，自始至终类似的标号表示相应的元件或部分。