광섬유 내시경은 얼마나 얇나요? 왜 그렇게 얇게 만들어졌나요?

초박형 광섬유의 핵심비밀내시경s는 이미지 전송 구성 요소인 이미지 번들에 있습니다.

간단한 비교를 통해 이를 이해할 수 있습니다. 기존의 강성내시경s: 내부에 여러 개의 복잡한 렌즈가 있는 길고 얇은 망원경과 같습니다. 빛은 이 렌즈들 사이에서 반복적으로 굴절됩니다. 렌즈 자체가 두께가 있고 정밀한 정렬과 고정이 필요하기 때문에 아주 얇게 만들기가 어렵습니다.

광섬유내시경s: 핵심은 렌즈가 아니라 인간의 머리카락보다 얇은 매우 유연한 유리 섬유 묶음입니다.

광섬유가 어떻게 작동하는지 자세히 분석해 보겠습니다.내시경"얇음"을 달성합니다.

1. 핵심 원리: 내부 전반사 및 픽셀화된 이미지 전송

광섬유 이미지 묶음은 단일 광섬유가 아니라 수만 또는 수십만 개의 매우 얇은 광섬유가 규칙적인 패턴으로 함께 배열되고 묶인 것입니다.

단일 섬유의 구조: 각 섬유는 두 부분으로 구성됩니다.

1. 코어: 굴절률이 높은 유리 센터입니다.

2. 클래딩: 코어를 둘러싸는 저굴절률 유리 층입니다.

작동 원리: 내부 전반사: 빛이 광섬유 코어에서 클래딩 인터페이스로 이동할 때 코어의 굴절률이 높기 때문에 빛이 코어로 완전히 반사됩니다. 따라서 빛은 "지그재그"처럼 광섬유를 통해 이동하며 거의 손실 없이 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 셀 수 없이 많은 내부 전반사를 겪습니다.

광섬유 내에서 이미지가 어떻게 전송됩니까? – 픽셀화

이미지 묶음의 한쪽 끝에 있는 수만 개의 섬유가 함께 이미지 표면을 형성합니다.

각 개별 광섬유는 빛의 한 지점(이미지의 픽셀)만 전송할 수 있습니다.

이 섬유들은 일대일 대응으로 양쪽 끝이 규칙적인 패턴으로 배열되어 있습니다.

이러한 방식으로 이미지 묶음의 전단 결상면에 형성된 광학 이미지는 수만 개의 독립된 광점으로 분해된다.

빛의 각 지점은 해당 광섬유를 통해 다른 쪽 끝으로 독립적으로 전송됩니다.

다른 쪽 끝에서는 광섬유에서 전달된 모든 빛의 지점이 재결합되어 앞쪽 끝에서 이미지가 재구성됩니다.

이는 각각 한 지점에서만 빛을 전송하는 역할을 하는 수만 개의 작은 "광 가이드" 배열로 상상할 수 있습니다.

2. 왜 이 구조를 그렇게 얇게 만들 수 있습니까?

위의 원리를 바탕으로 광섬유내시경더 미세한 세부 사항을 달성하는 데 상당한 이점이 있습니다.

1. 매우 미세한 소재: 단일 섬유의 직경은 마이크로미터 수준일 수 있습니다(예: 10μm, 사람 머리카락 직경의 약 1/6). 수만 개의 이러한 섬유를 포함하는 다발은 직경이 12mm 이내로 제어될 수도 있습니다.

2. 복잡한 내부 렌즈 조립이 필요하지 않습니다. 기존의 견고한 렌즈와 달리내시경물리적 공간에 배열된 여러 렌즈가 필요한 경우 광섬유 이미지 묶음은 단순히 일반적인 섬유 묶음입니다. 자유 공간에서 광학 이미징을 수행하는 대신 물리적 원리(내부 전반사)를 통해 광섬유 내부로 빛을 유도하므로 물리적 공간이 크게 절약됩니다.

3. 높은 통합:

이미지 묶음: 이미지 전송을 담당하는 주요 구성요소입니다.

가이드 빔: 이미지 묶음을 둘러싸고 있는 또 다른 독립적인 섬유 다발은 특히 외부 광원의 빛을 신체 내부로 유도하여 관찰 영역에 조명을 제공하는 역할을 합니다.

이러한 섬유 다발은 매우 콤팩트하게 통합된 다음 유연한 외피와 제어 메커니즘으로 감싸서 완전한 형태를 형성할 수 있습니다.내시경.

왜 그렇게 괜찮아야 합니까?

구체적으로 "세밀함"을 추구하는 것은 다음 세 가지 사항을 기본으로 합니다.

미세한 공간에 적응: 업계에서는 충분히 미세해야 합니다.내시경직경 1밀리미터 미만의 작은 채널과 정밀 부품의 내부 구멍에도 원활하게 진입할 수 있습니다.

비용 절감 및 효율성 향상 달성: 산업 검사 시 장비나 부품의 분해 및 손상을 방지하여 분해에 따른 시간과 비용을 절약합니다.

유연성과 접근성 향상: 미세하고 유연한 광섬유내시경복잡하고 구불구불한 경로를 구부리고 횡단하여 기존 악기로는 접근할 수 없는 영역에 도달할 수 있습니다.

요약하자면, "세밀함"에 대한 극단적인 추구는 다음과 같은 분야에서 지속적인 혁신을 주도합니다.내시경 인간의 시각이 이전에 접근할 수 없었던 미세한 세계에 접근할 수 있도록 하는 것을 목표로 하는 기술은 산업 발전에 중요한 역할을 합니다.