Фиброскоп - Википедия - Fiberscope

Низкокачественный фиброскоп, исследующий внутреннюю часть старинного часового механизма. Обратите внимание на то, насколько различимы отдельные волокна, поскольку каждое волокно передает только одну часть изображения.

А фиброскоп гибкий оптоволокно комплект с окуляром на одном конце и линзой на другом, который используется для исследования и осмотра небольших труднодоступных мест, таких как внутренности машин, замков и человеческого тела.

История

Принцип преломления света, который делает возможным использование волоконной оптики, был впервые продемонстрирован Даниэль Колладон и Жак Бабине в Париж в начале 1840-х гг. Затем в 1930 г. Генрих Ламм Немецкий студент-медик стал первым, кто собрал пучок оптических волокон для передачи изображения. Эти открытия привели к изобретению эндоскопов и фиброскопов.[1]В 1960-е гг. эндоскоп был обновлен с стекловолокно, гибкий материал, который позволял свету пропускать даже в изогнутом состоянии. Хотя это давало пользователям возможность наблюдать в режиме реального времени, это не давало им возможности делать фотографии. В 1964 году был изобретен фиброскоп - первая гастрокамера. Впервые в эндоскопе была камера, которая могла делать снимки. Это нововведение привело к более тщательным наблюдениям и более точным диагнозам.[2]

Оптика

Фиброскопы работают на основе науки о волоконно-оптических пучках, которые состоят из множества волоконно-оптических кабелей. Волоконно-оптические кабели изготовлены из оптически чистого стекла и тонкие, как человеческий волос. Три основных компонента оптоволоконного кабеля:

Ниже представлены два разных типа волоконно-оптических пучков в фиброскопе:

  • пучок освещения - предназначен для передачи света в область перед линзой
  • комплект формирования изображений - предназначен для переноса изображения от объектива к окуляру[3]

Полное внутреннее отражение

Использование волоконно-оптических кабелей полное внутреннее отражение нести информацию. Когда свет перемещается из одной среды в другую, он преломляется. Если свет перемещается из менее плотной среды в плотную, он преломляется от нормальный. Обратное верно, если свет перемещается из плотной среды в менее плотную. В оптических кабелях свет проходит через плотную стеклянную сердцевину (высокий показатель преломления), постоянно отражаясь от менее плотной оболочки (более низкий показатель преломления). Это происходит потому, что поверхность сердечника действует как идеальное зеркало, а угол света всегда больше критического.[4]

Составные части

  • Окуляр - увеличивает изображение, передаваемое пучком изображений, чтобы человеческий глаз мог его видеть.
  • Пучок изображений - непрерывная прядь гибких стеклянных волокон, передающих изображение в окуляр.
  • Дистальная линза - комбинация микролинз, которые снимают изображения и фокусируют их в небольшой пучок изображений.
  • Система освещения - волоконно-оптический световод, который передает свет от источника к целевой области
  • Система шарнирного сочленения - способность пользователя управлять перемещением изгибаемой части фиброскопа, который непосредственно прикреплен к дистальной линзе.
  • Корпус фиброскопа - секция управления, предназначенная для помощи при работе одной рукой.
  • Трубка для введения - большая часть длины фиброскопа, сделана прочной и гибкой. Это защищает жгут оптических волокон и кабели сочленения.
  • Изгибающая секция - самая гибкая часть фиброскопа, она соединяет вводную трубку с дистальной обзорной секцией.
  • Дистальный разрез - где находятся конечные точки пучка световодов и оптических волокон.[5]

Медицинские приложения

Фиброскопы используются в медицине как инструмент, помогающий врачам и хирургам исследовать проблемы в организме пациента без необходимости делать большие разрезы. Эта процедура называется эндоскопией. Врачи используют это, когда подозревают, что орган пациента инфицирован, поврежден или является злокачественным. Существует множество типов в зависимости от исследуемой области тела. Они включают:

Хотя любая медицинская техника имеет свои потенциальные риски, использование фиброскопа для эндоскопия имеет очень низкий риск инфицирования и кровопотери.[6]

Другие приложения

Хотя фиброскоп в основном используется в медицинских целях, он также используется для других целей. Слесари используют их для проверки положения булавки; техники и инспекторы используют их, чтобы заглянуть внутрь машин; их можно использовать для проверки под дверями или иным образом для наблюдения.

В популярных СМИ

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Беллис, Мэри. «Рождение волоконной оптики».
  2. ^ "ТОМ 3 Рождение фиброскопов". Получено 12 ноября 2014.
  3. ^ Фройденрих, Крейг. «Как работает волоконная оптика».
  4. ^ «Полное внутреннее отражение». Получено 12 ноября 2014.
  5. ^ «Промышленный фиброскоп» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-11-27. Получено 2014-11-13.
  6. ^ Кранс, Брайан. «Эндоскопия».