梯度折射率光學(xué)材料與器件-資料下載頁
2025-08-04 01:43本頁面
【正文】 焦點(diǎn)偏離最大,且最小光斑大小為64. 23μm,。(b)和(c)的最小光斑離焦點(diǎn)都比較近,實(shí)際上完全可以認(rèn)為理想焦點(diǎn)處就是最小光斑處,最小光斑大小與焦點(diǎn)光斑差別不是太大。準(zhǔn)直器照片準(zhǔn)直器的結(jié)構(gòu)原理圖A一GRIN微球透鏡，B一光纖，C一光纖纖芯，D一細(xì)毛細(xì)管，E一粗毛細(xì)管S透鏡準(zhǔn)直器發(fā)散角開發(fā)該產(chǎn)品的意義一、理論計(jì)算已體現(xiàn)出來新型準(zhǔn)直器可能具有更為優(yōu)越的準(zhǔn)直性能。二、光路短、尺寸小有利于器件和系統(tǒng)的進(jìn)一步小型化和集成化。三、新型準(zhǔn)直器可能具有價格的優(yōu)勢。有研究價值醫(yī)用內(nèi)窺鏡分兩種基本類型，即管腔用的(軟性)和自由空間式(硬性)。管腔內(nèi)窺鏡有很大視場，但由于這種視場的影響，觀測對象呈現(xiàn)很大失真，為了圖像的正常觀看，需有嚴(yán)重的桶形畸變。醫(yī)用內(nèi)窺鏡分兩種基本類型，即管腔用的(軟性)和自由空間式(硬性)。管腔內(nèi)窺鏡有很大視場，但由于這種視場的影響，觀測對象呈現(xiàn)很大失真，為了圖像的正常觀看，需有嚴(yán)重的桶形畸變。管腔內(nèi)窺鏡一般是軟性的，直徑較細(xì)。以血管內(nèi)窺鏡為例介紹GRIN透鏡的應(yīng)用血管內(nèi)窺鏡的成像原理現(xiàn)察系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)窺鏡物鏡通常由47片透鏡組成。在內(nèi)窺鏡外徑很細(xì)的情況下，例如小于2mm，其觀察系統(tǒng)外徑更小。在這種情況下，加工外徑為2mm左右的小透鏡難度大，成本高，又不易裝配。但是GRIN透鏡極易滿足上述要求。這種透鏡系兩端為平面圓柱形，它的直徑小，通光效率高，容易加工，焦距短，其折射率沿徑向改變，布，由(1)式?jīng)Q定 式中r為透鏡上一點(diǎn)到中心軸的距離。n0為軸上點(diǎn)折射率。n(r)為距離為r的點(diǎn)的折射率。g為第二階折射率系數(shù)。GRIN透鏡的焦距由(2)式?jīng)Q定: (2)式中，z0為GRIN透鏡的長度。由(2)式可知，當(dāng)g確定后，GRIN透鏡的焦距隨長度幾不同而變化。選擇合適的zo時，可獲得小焦距。當(dāng)夕zo=nπ+π/2(n=0，1，2，3…)，f’有最小值。所以，使用GRIN透鏡很容易獲得短焦距物鏡。GRIN的近軸物像距L。和L的關(guān)系由(3)式?jīng)Q定: 當(dāng)觀察L0=20rnm范圍內(nèi)的景物時，其像距很小。實(shí)際上常將GRIN透鏡后端面與其后的傳像束端面緊密膠合，成像效果相當(dāng)好。工作距離而定，對針狀內(nèi)窺鏡，其長度大于200mm。GRIN透鏡的數(shù)值孔徑可用(4)式表示:式中，△u為中心和邊緣折射率之差。內(nèi)窺鏡的成像質(zhì)量主要取決于物鏡。對GRIN透鏡的像差分析可知，在小視場情況下，其像質(zhì)較好，這正適合于血管內(nèi)窺鏡觀察的要求。傳像系統(tǒng)位于物鏡之后，它可由成像纖維束或GRIN透鏡組成。對柔性的血管內(nèi)窺鏡，傳像系統(tǒng)由成像纖維束組成。纖維束直徑對內(nèi)窺鏡的分辨率有較大影響，目前單絲直徑可做到8um，lmm內(nèi)約有12000絲左右，其分辨率足以滿足血管內(nèi)窺鏡的要求。，使血管內(nèi)窺鏡能插人心導(dǎo)管，以診斷及治療心臟疾病。對其它部位的器官，也可按具體情況決定工作長度。對針狀關(guān)節(jié)鏡，可使用單根GRIN透鏡棒，其像在GRIN透鏡棒內(nèi)反復(fù)傳遞至目鏡的前焦面，人眼經(jīng)目鏡即可觀測該像。GRIN透鏡的長度視內(nèi)窺鏡工作距離而定，對針狀內(nèi)窺鏡，其長度大于200mm。目鏡為一組雙膠透鏡，放大倍率在20x左右。血管內(nèi)窺鏡工作直徑和能觀察到動脈的百分比如圖2所示。由曲線可以看出，約可觀測到80寫的動脈。但是，當(dāng)直徑，只能觀測小于10%的大動脈。工作直徑的選擇視要求而定，過小的工作直徑將對設(shè)計(jì)、工藝及制造帶來困難。內(nèi)窺鏡的光學(xué)特性有景深、分辨率及放大倍數(shù)三項(xiàng)。1)景深膝關(guān)節(jié)腔、心血管及動靜脈的觀察空間不象某些器官(例如胃)大，因而這類內(nèi)窺鏡不需要大的景深，通常自物鏡端225mm已能滿足要求。對于短焦距物鏡，上述要求極易達(dá)到。2)分辨率血管內(nèi)窺鏡的分辨率由動脈內(nèi)需分辨的最小物決定。例如，動脈內(nèi)壁情況，有無堵塞物、手術(shù)及縫合情況等，完成心血管架橋手術(shù)的60聚乙烯縫合線。為了分辨這類縫線，其分辨率只要12線/mm即可。實(shí)際上，由數(shù)值孔徑?jīng)Q定的理論分辨率達(dá)數(shù)百線/mm。考慮到像差、制造和裝配誤差等因素，也可達(dá)40線/mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過實(shí)際要求。3)放大倍數(shù)在對整臺內(nèi)窺鏡設(shè)計(jì)時應(yīng)從兩個方面考慮。(1)放大率為1的觀察點(diǎn)應(yīng)在景深范圍內(nèi)，(2)總放大率由物鏡和目鏡的倍率所決定，在物方焦點(diǎn)附近的倍率應(yīng)大于，以滿足觀察需要。采用CCD電視攝像是一種很好的記錄及觀測方式。PanasonieWV一KS152型攝像頭重量僅169，靈敏度為51x，分辨率為430線，是較為理想的器件。第四章 結(jié)語梯度折射率材料制成的光學(xué)元件具有顯著的特點(diǎn)。如梯度折射率透鏡體積小，數(shù)值孔徑大，焦距短，端面為平面，消像差性好。組成光學(xué)系統(tǒng)可大大減少組件總數(shù)和非球面組件數(shù)，因而簡化結(jié)構(gòu)。梯度折射率光纖可以自聚焦，能提高藕合效率。梯度折射率微型光學(xué)元件是集成光學(xué)和光計(jì)算機(jī)的主要組件。因此，它在光學(xué)系統(tǒng)中有著良好的應(yīng)用前景。1. 若不給自己設(shè)限，則人生中就沒有限制你發(fā)揮的藩籬。2. 若不是心寬似海，哪有人生風(fēng)平浪靜。在紛雜的塵世里，為自己留下一片純靜的心靈空間，不管是潮起潮落，也不管是陰晴圓缺，你都可以免去浮躁，義無反顧，勇往直前，輕松自如地走好人生路上的每一步3. 花一些時間，總會看清一些事。用一些事情，總會看清一些人。有時候覺得自己像個神經(jīng)病。既糾結(jié)了自己，又打擾了別人。努力過后，才知道許多事情，堅(jiān)持堅(jiān)持，就過來了。4. 歲月是無情的，假如你丟給它的是一片空白，它還給你的也是一片空白。歲月是有情的，假如你奉獻(xiàn)給她的是一些色彩，它奉獻(xiàn)給你的也是一些色彩。你必須努力，當(dāng)有一天驀然回首時，你的回憶里才會多一些色彩斑斕，少一些蒼白無力。只有你自己才能把歲月描畫成一幅難以忘懷的人生畫卷。
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