用于光纤定位的多叶准直器叶片结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及叶片定位装置，尤其涉及一种用于光纤定位的多叶准直器叶片结构。
【背景技术】
[0002]在精确放疗中，需要在靶区的投影方向上尽可能精确形成与靶区形状一致的照射野，因此对照射野形状的精确性有较高的要求。
[0003]多叶准直器是用来产生适形辐射野的机械运动部件，俗称多叶光栅、多叶光阑等等，广泛应用于医学领域，多叶准直器是目前实现精确放疗射野形状的最主要设备。多叶准直器叶片运动位置的精确程度直接影响照射野形状的精确性。
[0004]现有技术中对多叶准直器的定位主要采用电容屏式反馈或者磁栅反馈式，但是接触式定位装置会与叶片接触并发生相对移动，容易造成器件的磨损，因此接触式定位装置的使用寿命短、定位可靠性也较差。非接触式主要采用红宝石配合CCD相机定位方式，该非接触方式由于CCD相机长期处于辐射环境中，CCD芯片容易失效，需要经常更换CCD相机。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术中接触式定位装置的使用寿命短、定位可靠性也较差的缺陷，以及非接触式需要CCD芯片容易失效，需要经常更换CCD相机的缺陷，提供一种基于斜面的光纤多叶准直器叶片定位装置。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]提供一种多叶准直器的每个叶片上表面均设有长度包含了整个叶片长度的斜面；每个叶片上均设有一根信号采集光纤，沿平行于叶片长度的方向布线，靠近叶片头部位置的光纤端面竖直对准叶片表面，当叶片运动时，该信号采集光纤与叶片发生横向的相对移动，光纤端面与斜面的表面形成F-P谐振腔。
[0008]本实用新型所述的多叶准直器叶片结构中，所述信号采集光纤贴在原多叶准直器安装电容屏的位置。
[0009]本实用新型所述的多叶准直器叶片结构中，光纤端面与叶片上表面之间的间隙为O.01-0·5mmο
[0010]本实用新型所述的多叶准直器叶片结构中，所述信号采集光纤为抗辐射光纤。
[0011]本实用新型所述的多叶准直器叶片结构中，所述斜面的坡度为0-20°。
[0012]本实用新型所述的多叶准直器叶片结构中，所述斜面与叶片为一体结构。
[0013]本实用新型产生的有益效果是:本实用新型通过非接触式的叶片定位装置来对多叶准直器的叶片进行定位，从而避免了器件的磨损。通过在叶片表面设置长度包含整个叶片长度的斜面，单根信号采集光纤的光纤端面竖直对准叶片表面，与叶片发生横向的相对移动，形成F-P谐振腔，光纤的端面与斜面的距离会逐渐的改变，谐振腔的谐振频率会发生相应的变化，当二者距离近时，谐振频率低，而当距离远时，谐振频率高。通过光纤收集干涉信号，再通过信号处理电路进行处理，通过傅里叶变换得到频率信息，就可以得到叶片的位置信息。从而实现了高精度的叶片定位，并保证了定位装置在辐射环境下长期稳定可靠的运行。
【附图说明】
[0014]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
[0015]图I是本实用新型实施例信号采集光纤安装在多叶准直器上的局部结构示意图；
[0016]图2是本实用新型实施例测量得到不同位置的光谱信息；
[0017]图3是本实用新型实施例不同位置对应的不同的光谱频率。
【具体实施方式】
[0018]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0019]本实用新型基于斜面的光纤多叶准直器叶片定位装置，如图I所示，多叶准直器的每个叶片I的上表面均设有长度包含了整个叶片长度的斜面3;每个叶片表面还设有一根信号采集光纤2，光纤2沿平行于叶片长度的方向布线，靠近叶片头部位置的光纤端面竖直对准叶片表面，并与叶片I发生横向的相对移动，光纤端面与斜面3的表面形成F-P谐振腔。斜面3和叶片I可为一体结构。
[0020]光纤竖直对准叶片表面，并与叶片发生横向的相对移动时，光纤的端面与斜面的距离会逐渐的改变。此时，光纤端面与斜面的表面所形成的F-P谐振腔的谐振频率会发生相应的变化，当二者距离近时，谐振频率低，而当距离远时，谐振频率高。如图2所示，通过光纤收集干涉信号，得到不同位置的光谱信息。如图3所示，通过傅里叶变换得到频率信息，由于不同位置对应不同的光谱频率，就可以得到叶片的位置信息。
[0021]输入光纤的光源可采用白光光源，光源入射之后经过耦合器到达斜面。光纤断面和斜面之间形成f-P谐振之后，不同波段的光形成不同的极大和极小。极大和极小之间的间隔与F-P谐振腔的距离L相关，有以下这个关系，
[0022]FSR = A/2nL
[0023]其中η是空气折射率，λ是波长。FSR可以通过输出的光谱信号得出来。
[0024]光谱信号可以通过傅里叶变换得到光谱的频率信息，从而得到光谱频率和F-P谐振腔间距L的一一对应关系，进而得到光谱频率和叶片所在位置的对应关系。也就是说，只要获得了光谱频率，就获得了叶片位置。相比通过计数来获得叶片移动量，从而确定叶片位置的方法，本实用新型的方法更加直接，且无需判断叶片的进退方向。理论上，通过本实用新型的测量方法可以达到更高的测量精度，一般只受限于光谱探测器的光谱分辨率，定位精度可以到几十微米量级。
[0025]出射光经过叶片表面反射后，回到光纤端面的位置，部分光被光纤收集，作为反射信号传输到后续的系统。光纤对反射光的收集能力是由光纤的数值孔径(NA)决定的。也就是说，只有在光纤纤芯范围，入射角小于8度的光能被光纤收集。因此，实际上在0.028mm直径的光斑范围内，只有中央的直径小于10.5~111的光斑能够被反射到光纤从而被收集，因此本实用新型将斜面的坡度设置在0-20°的范围内，可以使光纤收集到需要的光强信息。
[0026]对于叶片所处的伽马射线的辐照环境可能会对光纤器件造成的影响，一方面将原先的电容屏做成辐射保护的材料，另一方面选取抗辐射光纤作为传输光纤，以降低辐射对光纤传输损耗的影响。
[0027]目前，长飞(YOFC)等公司都具有成熟的抗辐射光纤产品。比如长飞公司的抗辐射单模光纤，根据TIA/EIA 455—64标准测试，其在总剂量50krad，剂量率为O. lrad/s的连续脉冲福照下，在1310nm窗口的附加损耗是小于3dB/km的。这样的光纤对于医用伽马福射环境，加上相应的辐射保护，可以保证光纤信号传输长期稳定的运作。
[0028]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种用于光纤定位的多叶准直器叶片结构，其特征在于，多叶准直器的每个叶片上表面均设有长度包含了整个叶片长度的斜面;每个叶片上均设有一根信号采集光纤，沿平行于叶片长度的方向布线，靠近叶片头部位置的光纤端面竖直对准叶片表面，当叶片运动时，该信号采集光纤与叶片发生横向的相对移动，光纤端面与斜面的表面形成F-P谐振腔。2.根据权利要求I所述的多叶准直器叶片结构，其特征在于，所述信号采集光纤贴在原多叶准直器安装电容屏的位置。3.根据权利要求I所述的多叶准直器叶片结构，其特征在于，光纤端面与叶片上表面之间的间隙为0.01-0.5mm。4.根据权利要求I所述的多叶准直器叶片结构，其特征在于，所述信号采集光纤为抗辐射光纤。5.根据权利要求I所述的多叶准直器叶片结构，其特征在于，所述斜面的坡度为0-20°。6.根据权利要求I所述的多叶准直器叶片结构，其特征在于，所述斜面与叶片为一体结构。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于光纤定位的多叶准直器叶片结构，多叶准直器的每个叶片上表面均设有长度包含了整个叶片长度的斜面；每个叶片上均设有一根信号采集光纤，沿平行于叶片长度的方向布线，靠近叶片头部位置的光纤端面竖直对准叶片表面，当叶片运动时，该信号采集光纤与叶片发生横向的相对移动，光纤端面与斜面的表面形成F-P谐振腔。本实用新型实现了高精度的叶片定位，并保证了定位装置在辐射环境下长期稳定可靠的运行。
【IPC分类】A61N5/00
【公开号】CN205145403
【申请号】CN201520850800
【发明人】罗博, 刘书辉, 刘涛, 李沨, 欧阳杰, 桂睿凡
【申请人】武汉恒力华振科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年10月29日