光纤接头和医疗设备的制作方法

本发明涉及光纤无源器件，特别涉及一种光纤接头和医疗设备。

背景技术：

激光是20世纪人类伟大发明之一，并且广泛应用在很多领域。低强度激光照射治疗的临床价值国内外已经肯定。主要应用在治疗脑部疾病、心血管疾病、糖尿病、恶性肿瘤、白血病、精神科疾病、银屑病、鼻炎等症。根据健康医学发现，低强度激光在心脑血管病发病前期预防及发病后的恢复期都具有较好的疗效，对于健康及抑制人体衰老具有一定的作用。此外，激光技术还在生化检验、血液分析等方面有广泛的应用，大功率激光器还可以用于外科手术。

在外科手术中，激光器产生的高能脉冲激光，通过光纤传递出来，光纤再通过内窥镜进入人体，将激光器的能量传入需要激光治疗的部位，利用激光的高能、准直、作用时间短以及热影响区域小等特点，为患者进行有效和安全的治疗。

光纤接头是一种光纤无源器件，用于实现光纤之间或者光纤与激光器之间的连接。在传输较大功率的激光时，采用现有技术中的光纤接头，很容易出现光纤烧毁或者光学系统损伤的问题。

技术实现要素：

本发明解决的问题是提供一种光纤接头和医疗设备，降低光纤烧毁、光学系统损伤的几率。

为解决上述问题，本发明提供一种光纤接头，包括：

具有中空通孔的外壳；位于所述中空通孔内的固定件，所述固定件具有用于容纳光纤的通孔，所述固定件还用于透射光线并实现热量散逸。

可选的，沿所述中空通孔延伸方向，所述固定件的尺寸在20mm到25mm范围内。

可选的，所述固定件材料的透光率大于或等于85％。

可选的，所述外壳具有用于连接的连接端；所述固定件套设于所述中壳通孔内，且沿所述中空通孔延伸方向伸出于所述连接端。

可选的，所述固定件伸出所述连接端的尺寸在9mm到11mm范围内。

可选的，所述固定件为具有中心孔的圆柱体，所述中心孔作为所述通孔。

可选的，所述固定件的壁厚在2.17mm到3.07mm范围内。

可选的，垂直所述中空通孔延伸方向的平面内，所述通孔的直径在100μm到1000μm范围内。

可选的，所述通孔为通过激光打孔技术所形成的通孔。

可选的，所述光纤接头用于插入金属安装座内，所述金属安装座上设置有插入光纤的插孔；垂直所述中空通孔延伸方向的平面内，所述固定件的尺寸与所述插孔尺寸相等。

可选的，所述固定件材料的导热率大于或等于45W/m·K。

可选的，所述固定件材料的熔点高于或等于2050℃。

可选的，所述固定件的材料为蓝宝石。

相应的，本发明还提供一种医疗设备，包括：

激光器，用于产生激光；与所述激光器相连的输出光纤，用于传输所述激光；本发明的光纤接头，用于实现所述激光器和所述输出光纤的耦合连接。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明技术方案，设置于外壳中空通孔内的固定件具有用于容纳光纤的通孔；并所述固定件还用于透射光线并实现热量散逸。所以所述固定件的设置能够使偏心光线实现透射，从而有利于减少光学系统受损现象的出现，有利于保护光学系统；所述固定件的设置还能够提高光纤端部的散热能力，降低了光纤端部温度升高的可能，有利于减少光纤被烧毁现象的出现，有利于保护光纤。

附图说明

图1是一种光纤接头的剖面结构示意图；

图2是另一种光纤接头的剖面结构图；

图3是本发明光纤接头的剖视结构示意图；

图4是图3所示实施例中圈100内的放大结构示意图；

图5是图3所示实施例在插入安装座时光纤接头与安装座位置的剖面结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，采用现有技术中的光纤接头进行较大功率激光的传输时，容易出现光纤烧毁或者光学系统损伤的问题。现结合一种光纤接头分析问题的原因：

参考图1，示出了一种光纤接头的剖面结构示意图。

所述光纤接头包括外壳10，以及位于外壳10内部用于固定光纤11的套筒12；所述套筒12套装于光纤11的端部，用于实现光纤11的固定。现有技术中，所述套筒12的材料一般为金属，直接包裹于光纤11的端部表面。

当所述光纤接头使用时，激光耦合进入光纤11；激光在光纤11表面发生全反射，从而实现激光在光纤11中的传播。但是当耦合进入光纤的激光存在偏心光线时，偏心光线会照射到所述套筒12上，被所述套筒12反射。反射的偏心光线可能会照射到所述光纤11前端的光学系统上。当耦合进入光纤11的入射光能量过大，能量过大的偏心光线照射到光学系统上，会增加光学系统受损的可能。

而且，耦合进入光纤的激光在所述套筒12和所述光纤11的接触面被吸收，造成光纤11端部和套筒12的接触面附近(如图1中圈13示出的部位)温度升高。当耦合进入光纤11的入射光功率过大，光纤11端部和套筒12的接触面附近容易出现热量积聚，从而增加所述套筒12和光纤11烧毁的可能。

参考图2，示出另一种光纤接头的剖面结构图。

如图2所示，由于偏心光线一般出现在光纤20的端部，因此所述光纤接头中，套筒21端部内径大于光纤20的直径，因此在光纤20端部附近，套筒21和光纤20未直接接触，套筒21和光纤20之间存在间隙23。

由于间隙23的底面23b垂直光纤20的表面，偏心光线会在间隙23内传播，容易形成沿入射光方向原光路返回的反射光。所述反射光会返回投射至前端光学系统上，容易造成前端光学系统中光学器件的损伤。

而且在光纤20端部与套筒21之间设置间隙23并没有解决光纤20端部热量积聚的问题。而偏心光线会在间隙23之后，套筒21与光纤20接触的部分依旧造成热量积聚，因此也无法解决所述套筒12和光纤11被烧毁的问题。

为解决所述技术问题，本发明提供一种光纤接头，包括：

具有中空通孔的外壳；位于所述中空通孔内的固定件，所述固定件具有用于容纳光纤的通孔，所述固定件还用于透射光线并实现热量散逸。

本发明技术方案，设置于外壳中空通孔内的固定件具有用于容纳光纤的通孔；并所述固定件还用于透射光线并实现热量散逸。所以所述固定件的设置能够使偏心光线实现透射，从而有利于减少光学系统受损现象的出现，有利于保护光学系统；所述固定件的设置还能够提高光纤端部的散热能力，降低了光纤端部温度升高的可能，有利于减少光纤被烧毁现象的出现，有利于保护光纤。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图3至图5，示出了本发明光纤接头一实施例的结构示意图。

参考图3和图4，示出了本发明光纤接头的剖视结构示意图，其中图4是图3中圈100内结构的放大图。

所述光纤接头包括：具有中空通孔的外壳110；位于所述中空通孔内的固定件120，所述固定件120具有用于容纳光纤101的通孔，所述固定件120还用于透射光线并实现热量散逸。

所述外壳110用于在光纤101与其他光纤连接或者光纤101与激光器连接的过程中，实现手持，以保护光纤101。此外，当所述光纤101用于传输大功率激光时，所述外壳110还可以起到保护作用。

所述外壳110内设置有中空通孔，光纤101固定于所述中空通孔内。具体的，所述外壳110的材料可以为金属。本发明其他实施例中，所述外壳的材料也可以为塑料。

所述固定件120用于固定光纤101。

具体的，所述固定件120夹持穿过所述通孔的光纤101，实现所述光纤101的固定。所述固定件120固定于所述中空通孔内，所以所述光纤101通过所述固定件120实现与所述外壳之间的固定连接。

本实施例中，所述固定件120为具有中心孔的圆柱体，所述中心孔为所述通孔,也就是说，所述通孔与所述固定件120共轴设置。这种做法能够使所述通孔内的光纤101与所述固定件120共轴设置，从而降低所述光纤接头的使用难度，有利于提高光纤耦合效率。

如图4和图5所示，本实施例中，所述光纤接头用于插入金属安装座200内，所述金属安装座200上设置有插入光纤的插孔。为了使所述光纤接头能够实现插入所述金属安装座200上的插孔，垂直所述中空通孔延伸方向的平面内，所述固定件120的尺寸与所述插孔的尺寸相等。

具体的，所述插孔为圆柱形，所述固定件120为具有中心孔的圆柱体，所述固定件120的外周直径与所述插孔的直径相等。

所述外壳120具有用于连接的连接端；所述固定件120套设于所述中空通孔内，且沿所述中空通孔延伸方向伸出于所述连接端。具体的，结合参考图4和图5，在插入所述金属安装座200后，所述光纤接头靠近所述金属安装座的一端为连接端。

所述固定件120沿所述中空通孔延伸方向伸出所述连接端的做法，能够有效的降低所述光纤接头插入金属安装座200的难度，有利于提高耦合进入所述光纤101的效果，有利于偏心光线的减少。

需要说明的是，所述固定件120伸出所述连接端的尺寸H不宜太大也不宜太小。

所述固定件120伸出所述连接端的尺寸H如果太小，不利于光纤101连接准确性的提高，不利于提高对光纤101的控制能力；所述固定件120伸出所述连接端的尺寸H如果太大，则伸出连接端部分固定件120和光纤101的长宽比过大，容易造成固定件120和光纤101的损坏。具体的，本实施例中，所述固定件120伸出所述中空通孔的尺寸H在9mm到11mm范围内。

此外，所述固定件120还用于透射光线。

具体的，如图5所示，所述固定件120用于使投射至固定件120上的偏心光线130实现透射，降低了偏心光线130经反射而投射至前端光学系统的可能，有利于减少光学系统受损现象的出现，有利于保护所述光学系统。

此外，所述固定件120还用于使无法实现全反射的偏心光线130在所述固定件120和光纤101接触位置实现折射。在所述光纤头插入安装座200后，偏心光线130透射所述固定件120投射至所述安装座200上，被所述安装座200吸收，降低了光纤101受损的可能。

为了使尽可能多的偏心光线130实现透射，所述固定件120材料的透光率不宜太小。

所述固定件120材料的透光率如果太小，不利于实现偏心光线130的透射，可能会增加偏心光线130经反射而投射至前端光学系统的可能，增加光学系统受损的可能；也不利于偏心光线130的折射，会增加偏心光线130在固定件120与光纤101接触位置处光线的吸收和反射，可能会增加光纤101端部热量的积聚，增大光纤101被烧毁的可能。具体的，本实施例中，所述固定件材料的透光率在大于或等于85％。

此外所述固定件120还用于实现热量散逸。所述固定件120用于提高所述光纤接头的散热能力，有利于改善光纤101端部升高的问题，有利于减少光纤101被烧毁现象的出现。而且，随着偏心光线130的透射，所述固定件120吸收的偏心光线130能量减小，也有利于降低所述光纤101端部的温度。

为了使所述固定件120具有热量散逸的功能，所述固定件120需要具有导热即耐高温的性能。

所以所述固定件120的导热率不宜太小。所述固定件120的导热率如果太小，所述固定件120难以实现增加热量散逸的功能，难以提高光纤101端部的散热能力，不利于减少光纤101端部热量积聚现象，不利于光纤101的保护。具体的，本实施例中，所述固定件120材料的导热率大于或等于45W/m·K。

此外，本实施例中，所述固定件120的熔点大于或等于2050℃，也就是说，所述固定件120具有较强的耐热能力，能够有效的减少高功率激光输入时，所述光纤接头被烧毁现象的出现。

具体的，所述固定件120的材料为蓝宝石。由于蓝宝石材料硬度加工，所以可以通过激光打孔技术在柱状的蓝宝石的轴线位置形成通孔，光纤101穿过所述通孔，以实现所述光纤101与所述光纤接头的套装。

由于偏心光线130大部分存在于在光线耦合进入光纤101的初期才产生，随着光纤101的延伸，偏心光线130会随着光纤的折射和吸收而能量耗散。因此偏心光线130主要集中在光纤101的端部。所以沿所述中空通孔延伸方向，所述固定件120的尺寸会影响所述固定件120对偏心光线130的作用效果，从而影响所述固定件120对光纤101的保护能力。

此外，沿所述中空通孔延伸方向，所述固定件120的尺寸也会影响所述固定件120与光纤101的接触面积，影响所述固定件120的表面，从而影响所述固定件120的散热能力。

所以沿所述中空通孔延伸方向，所述固定件120的尺寸不宜太大也不宜太小。

沿所述中空通孔延伸方向，所述固定件120的尺寸如果太小，则无法完全覆盖偏心光线130无法发生全反射的区域，不利于偏心光线130发生折射而投射至安装座，而且所述固定件120的尺寸太小也不利于所述光纤接头散热能力的提高；沿所述中空通孔延伸方向，所述固定件120的尺寸如果太大，则容易造成材料浪费、增加工艺难度的问题。具体的，沿所述中空通孔延伸方向，所述固定件120的尺寸在20mm到25mm范围内。

此外，为了使偏心光线130能够顺利的实现透射，也为了提高散热效果，本实施例中，所述通孔侧壁与所述光纤接头所适用光纤101的侧壁相接触。也就是说所述通孔的半径与所述光纤接头所使用光纤101的半径相等。

具体的，本实施例中，所述光纤接头所适用的光纤101用于传输钬激光或铥激光，因此所述光纤接头所适用光纤101的直径在100μm到1000μm，所以垂直所述中空通孔延伸方向的平面，所述通孔的直径在100μm到1000μm范围内。

本发明其他实施例中，所述光纤接头所适用光纤传输其他波段的激光时，所述通孔的直径随着所述光纤型号和光纤类型的变化和变化。

需要说明的是，所述固定件120的壁厚d也会对所述固定件透光效果和散热效果造成影响。所述固定件120的壁厚d如果太小，则吸收偏心光线130的金属安装座200与所述光纤101的距离太近，不利于改善所述光纤101温度过高的问题；所述固定件120的壁厚d如果太大，则容易造成材料浪费、增加工艺难度的问题。具体的，本实施例中，所述固定件120的外径在2.85mm到3.49mm范围内，所以所述固定件120的壁厚d在2.17mm到3.07mm范围内。

相应的，本发明还提供一种医疗设备，包括：

激光器，用于产生激光；与所述激光器相连的输出光纤，用于传输所述激光；本发明的光纤接头，用于实现所述激光器和所述输出光纤的耦合连接。

所述激光器用于产生激光。所述激光能够用于治疗疾病。

本实施例中，所述激光器为钬激光器，用于产生波长2.1μm的钬激光。钬激光产生的能量可使光纤末端与结石之间的水汽化，形成微小的空泡，并将能量传至结石，使结石粉碎成粉末状。水吸收了大量的能量，减少了对周围组织的损伤。同时钬激光还可以对组织进行切割，汽化，凝固等，钬激光对人体组织的穿透深度很浅，仅为0.38mm。因此在手术时可以做到对周围组织损伤最小，安全性极高。

所述输出光纤用于传导所述激光器产生的激光，从而使所述激光能够到达病灶位置，以实现治疗。

根据所使用环境的不同，所述光纤的型号随之不同。具体的，传导钬激光所采用光纤的直径在200μm-1000μm之间，不同直径的光纤承载的功率值也是不同的。所述输出光纤可以有不同型号、不同直径、不同材质。

所述光纤接头为本发明所提供的光纤接头。所述光纤接头的具体技术方案参考前述实施例，本发明在此不再赘述。

所述固定件夹持位于所述通孔内的输出光纤，实现所述输出光纤与所述外壳固定相连；所述激光器上具有金属安装座，所述金属安装座上具有插入光纤的插孔，所述光纤接头使所述输出光纤插入所述插孔，以实现所述输出光纤与所述激光器的耦合连接。

由于所述固定件具有透光和导热的作用，所以所述固定件的设置能够使偏心光线130折射而减少光学系统受损现象的出现，能够有效的提高所述光纤接头的散热能力，降低所述输出光纤的温度，从减少光纤被烧毁现象的出现。

综上，本发明技术方案，设置于外壳中空通孔内的固定件具有用于容纳光纤的通孔；并所述固定件还用于透射光线并实现热量散逸。所以所述固定件的设置能够使偏心光线实现透射，从而有利于减少光学系统受损现象的出现，有利于保护光学系统；所述固定件的设置还能够提高光纤端部的散热能力，降低了光纤端部温度升高的可能，有利于减少光纤被烧毁现象的出现，有利于保护光纤。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。