专利名称：传导激光光束的光导纤维的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种传导激光光束的光导纤维。具体说，本发明涉及这样一种传导激光光束的光导纤维它包括一个二次非线性光学元件，可以用于例如一种医疗导管中，以使导管发出激光光束，用来照射治疗病变部分。
目前，在医疗导管中使用了一种传导激光光束的光导纤维，用以发出激光。通过激光光束的照射和使病变部分汽化，使之能去除病变部分，例如去除操作者不能直接达到的血管中的血栓。在这种激光导管中，光导纤维以很小的光损失将激光光束传到导管的顶端。
同时，在进行激光照射时，用于治疗的光束需有短的波长，它具有很大的能量并能被人体组织大量吸收。
然而，随着射入其中的激光光束波长的缩短，用于传导激光的光纤的毁坏阈值急骤降低。例如，当用石英时，据说对于YAG激光(钇铝石榴石激光)光束的基波(1.064μm)，其毁坏阈值为130GW/cm2，而对于其三倍频波(0.355μm)则减少到基波毁坏阈值的1/5。
因此，即使具有短波长的激光〔例如紫外光(UV光)〕光束对于治疗疾病是有效的，但是由于具有短波长的这种激光光束的毁坏阈值较低，因此一直没有得到广泛应用。
本发明的目的是提供一种传导激光光束的光导纤维，它能以具有短波长的光束进行照射，而往常由于这种短波长的激光光束的毁坏阈值较低因而没有得到应用。
本发明的传导激光光束的光导纤维的特征在于其一端包含一个二次非线性光学元件。
任何已知的二次非线性光学材料都可用于制造本发明的二次非线性光学元件。例如，可以使用一种无机材料，如LiNbO3、LiIO3、KH2PO4(KDP)、KTiOPO4(KTP)、Ba2NaNb5O15，或用一种有机材料，如2-甲基1-4硝基苯胺(MNA)、尿素、m-硝基苯胺等。在以波长变换来产生紫外光时，需要用象KDP这种在较短波长一侧显示吸收作用的材料。
非线性光学材料并不只限于使用一种晶体形式的材料，也可以使用含有弥散的非线性光学材料的聚合材料。此外，这种非线性光学元件也可以是整块的能自动进行相匹配的晶体，或者通过波导排列而进行相匹配的材料。
光纤可以是多模式光纤(multi-mode fiber)或单模式光纤(singlemode fiber)。为了以高效率传送波长要变换的光束，使用单模式光纤较好。
经波长变换而产生的波长可以是任何一种波，象二倍频波、三倍频波和四倍频波。例如，当使用YAG激光时，下表所示的各种组合都是可能的，要依据治疗效果来随意选择适当的组合。特别是，到目前为止还没有使用能传送紫外光例如四倍频波的光导纤维。
表入射的激光光束 已变换的光束基波(1.06μm) 二倍频波(0.53μm)基波十二倍频波 三倍频波(0.355μm)二倍频波 四倍频波(0.266μm)当具有较高毁坏阈值的长波长激光光束射入用于传导激光光束的光导纤维时，通过装在光纤顶端的二次非线性光学元件进行波长变换，从而在传导后以较短波长的光束进行激光照射，这样就不会造成光纤毁坏。
以下参照附图对本发明的光导纤维的实施例进行描述。
图1-4是本发明的用于传导激光光束的光导纤维的最佳实施例。
图1 示意性地表示出本发明的传导激光光束的光导纤维的第一个实施例的光纤顶部和非线性光学元件。在图1所示的实施例中，在传送长波长(波长为λ1)光束的光纤1的顶端装有一非线性光学元件2，该光学元件含有呈现二次非线性光学效应的材料，其入射面朝向光纤1的端面。
使用这种传导激光光束的光导纤维，当具有长的波长λ1的激光光束从激光光源(图中未示出)入射时，该激光光束经光纤1被传送到其顶端，并从顶端表面射出，然后射入非线性光学元件2。
进入非线性光学元件2的激光光束在其中自由传送，经波长变换后变成具有1/2 λ1的短波长的光束，然后由该元件中照射出来。在这种情况下，由于有一部分射出的光束是没有经过波长变换的，因此通常具有波长为λ1的长波长的光束和具有波长的为1/2 λ1的短波长的光束是同时存在的。
图中，带箭头的实线表示出光的路径。
在图2所示的第二个实施例中，在光纤1的顶端表面和非线性光学元件2之间的光路上，安置了一个凸透镜3。从光纤1射出的激光光束被凸透镜3会聚，以防止其照度降低。
由于激光光束的照度不减小，因此这一实施例适宜用于例如激光医疗导管的场合。
在图3所示的传导激光的光导纤维中，非线性光学元件采用光波导的形式，其外径基本上与光纤1的外径相同，并配置在光纤1顶部的端面上。
上述非线性光学元件包括一个圆柱形的包层4和一个含非线性光学材料的内芯5。由于该非线性光学元件采用了光波导的形式，因此，如果被变换的短波长光束是相匹配的，则能在一相当长的距离上进行非线性光学变换，从而可使变换的效率提高。
在图4所示的传导激光的光导纤维中，在光纤1的辐射端面上装置了一个叠型非线性光学元件，其中含有非线性光学材料的波导部分7是夹在一对呈平板形的包层6和6之间的。
由于本发明的传导激光的光导纤维在其顶端配置了一个二次非线性光学元件，因此通过该元件可将长波长的激光光束变换成短波长的激光光束，从而使这种短波长的激光光束可作为治疗用的辐射光束对病变部分进行照射治疗。
权利要求
1.一种传导激光光束的光导纤维，包括一条光纤，其特征在于，在所述光纤的一端装有一个二次非线性光学元件。
2.如权利要求1所述的传导激光光束的光导纤维，其特征在于，在所述光纤的顶部端面和非线性光学元件之间的光路上还安置了一个凸透镜。
3.如权利要求1所述的传导激光光束的光导纤维，其特征在于，所述非线性光学元件采用一光波导的形式，它具有一个外径基本上与所述光纤的外径相同的圆柱形包层和一个含非线性光学材料的内芯。
4.如权利要求1所述的传导激光光束的光导纤维，其特征在于，所述非线性光学元件采用一叠型形式，其中含有非线性光学材料的波导部分是夹在一对呈平板形的包层之间的。
全文摘要
一种传导激光光束的光导纤维，其一端装有一个二次非线性光学元件，由于该非线性光学元件可将经光纤传送后的长波长的激光光束变换为短波长的激光光束，因此使这种短波长的激光光束可用于治疗而对病变部分进行照射。
文档编号G02F1/35GK1050774SQ8910778
公开日1991年4月17日 申请日期1989年10月5日 优先权日1989年10月5日
发明者上宫崇文, 丹羽真一郎, 四谷幸朗, 祖川伊知郎, 金泽进一 申请人:住友电气工业株式会社