專利名稱：傳導激光光束的光導纖維的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種傳導激光光束的光導纖維。具體說，本發(fā)明涉及這樣一種傳導激光光束的光導纖維它包括一個二次非線性光學元件，可以用于例如一種醫(yī)療導管中，以使導管發(fā)出激光光束，用來照射治療病變部分。
目前，在醫(yī)療導管中使用了一種傳導激光光束的光導纖維，用以發(fā)出激光。通過激光光束的照射和使病變部分汽化，使之能去除病變部分，例如去除操作者不能直接達到的血管中的血栓。在這種激光導管中，光導纖維以很小的光損失將激光光束傳到導管的頂端。
同時，在進行激光照射時，用于治療的光束需有短的波長，它具有很大的能量并能被人體組織大量吸收。
然而，隨著射入其中的激光光束波長的縮短，用于傳導激光的光纖的毀壞閾值急驟降低。例如，當用石英時，據(jù)說對于YAG激光(釔鋁石榴石激光)光束的基波(1.064μm)，其毀壞閾值為130GW/cm2，而對于其三倍頻波(0.355μm)則減少到基波毀壞閾值的1/5。
因此，即使具有短波長的激光〔例如紫外光(UV光)〕光束對于治療疾病是有效的，但是由于具有短波長的這種激光光束的毀壞閾值較低，因此一直沒有得到廣泛應用。
本發(fā)明的目的是提供一種傳導激光光束的光導纖維，它能以具有短波長的光束進行照射，而往常由于這種短波長的激光光束的毀壞閾值較低因而沒有得到應用。
本發(fā)明的傳導激光光束的光導纖維的特征在于其一端包含一個二次非線性光學元件。
任何已知的二次非線性光學材料都可用于制造本發(fā)明的二次非線性光學元件。例如，可以使用一種無機材料，如LiNbO3、LiIO3、KH2PO4(KDP)、KTiOPO4(KTP)、Ba2NaNb5O15，或用一種有機材料，如2-甲基1-4硝基苯胺(MNA)、尿素、m-硝基苯胺等。在以波長變換來產(chǎn)生紫外光時，需要用象KDP這種在較短波長一側顯示吸收作用的材料。
非線性光學材料并不只限于使用一種晶體形式的材料，也可以使用含有彌散的非線性光學材料的聚合材料。此外，這種非線性光學元件也可以是整塊的能自動進行相匹配的晶體，或者通過波導排列而進行相匹配的材料。
光纖可以是多模式光纖(multi-mode fiber)或單模式光纖(singlemode fiber)。為了以高效率傳送波長要變換的光束，使用單模式光纖較好。
經(jīng)波長變換而產(chǎn)生的波長可以是任何一種波，象二倍頻波、三倍頻波和四倍頻波。例如，當使用YAG激光時，下表所示的各種組合都是可能的，要依據(jù)治療效果來隨意選擇適當?shù)慕M合。特別是，到目前為止還沒有使用能傳送紫外光例如四倍頻波的光導纖維。
表入射的激光光束 已變換的光束基波(1.06μm) 二倍頻波(0.53μm)基波十二倍頻波 三倍頻波(0.355μm)二倍頻波 四倍頻波(0.266μm)當具有較高毀壞閾值的長波長激光光束射入用于傳導激光光束的光導纖維時，通過裝在光纖頂端的二次非線性光學元件進行波長變換，從而在傳導后以較短波長的光束進行激光照射，這樣就不會造成光纖毀壞。
以下參照附圖對本發(fā)明的光導纖維的實施例進行描述。

圖1-4是本發(fā)明的用于傳導激光光束的光導纖維的最佳實施例。
圖1 示意性地表示出本發(fā)明的傳導激光光束的光導纖維的第一個實施例的光纖頂部和非線性光學元件。在圖1所示的實施例中，在傳送長波長(波長為λ1)光束的光纖1的頂端裝有一非線性光學元件2，該光學元件含有呈現(xiàn)二次非線性光學效應的材料，其入射面朝向光纖1的端面。
使用這種傳導激光光束的光導纖維，當具有長的波長λ1的激光光束從激光光源(圖中未示出)入射時，該激光光束經(jīng)光纖1被傳送到其頂端，并從頂端表面射出，然后射入非線性光學元件2。
進入非線性光學元件2的激光光束在其中自由傳送，經(jīng)波長變換后變成具有1/2 λ1的短波長的光束，然后由該元件中照射出來。在這種情況下，由于有一部分射出的光束是沒有經(jīng)過波長變換的，因此通常具有波長為λ1的長波長的光束和具有波長的為1/2 λ1的短波長的光束是同時存在的。
圖中，帶箭頭的實線表示出光的路徑。
在圖2所示的第二個實施例中，在光纖1的頂端表面和非線性光學元件2之間的光路上，安置了一個凸透鏡3。從光纖1射出的激光光束被凸透鏡3會聚，以防止其照度降低。
由于激光光束的照度不減小，因此這一實施例適宜用于例如激光醫(yī)療導管的場合。
在圖3所示的傳導激光的光導纖維中，非線性光學元件采用光波導的形式，其外徑基本上與光纖1的外徑相同，并配置在光纖1頂部的端面上。
上述非線性光學元件包括一個圓柱形的包層4和一個含非線性光學材料的內(nèi)芯5。由于該非線性光學元件采用了光波導的形式，因此，如果被變換的短波長光束是相匹配的，則能在一相當長的距離上進行非線性光學變換，從而可使變換的效率提高。
在圖4所示的傳導激光的光導纖維中，在光纖1的輻射端面上裝置了一個疊型非線性光學元件，其中含有非線性光學材料的波導部分7是夾在一對呈平板形的包層6和6之間的。
由于本發(fā)明的傳導激光的光導纖維在其頂端配置了一個二次非線性光學元件，因此通過該元件可將長波長的激光光束變換成短波長的激光光束，從而使這種短波長的激光光束可作為治療用的輻射光束對病變部分進行照射治療。
權利要求
1.一種傳導激光光束的光導纖維，包括一條光纖，其特征在于，在所述光纖的一端裝有一個二次非線性光學元件。
2.如權利要求1所述的傳導激光光束的光導纖維，其特征在于，在所述光纖的頂部端面和非線性光學元件之間的光路上還安置了一個凸透鏡。
3.如權利要求1所述的傳導激光光束的光導纖維，其特征在于，所述非線性光學元件采用一光波導的形式，它具有一個外徑基本上與所述光纖的外徑相同的圓柱形包層和一個含非線性光學材料的內(nèi)芯。
4.如權利要求1所述的傳導激光光束的光導纖維，其特征在于，所述非線性光學元件采用一疊型形式，其中含有非線性光學材料的波導部分是夾在一對呈平板形的包層之間的。
全文摘要
一種傳導激光光束的光導纖維，其一端裝有一個二次非線性光學元件，由于該非線性光學元件可將經(jīng)光纖傳送后的長波長的激光光束變換為短波長的激光光束，因此使這種短波長的激光光束可用于治療而對病變部分進行照射。
文檔編號G02F1/35GK1050774SQ8910778
公開日1991年4月17日 申請日期1989年10月5日 優(yōu)先權日1989年10月5日
發(fā)明者上宮崇文, 丹羽真一郎, 四谷幸朗, 祖川伊知郎, 金澤進一 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社