中科院上海光機(jī)所在高分辨率多芯成像光纖研究方面取得進(jìn)展
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】內(nèi)窺鏡是集中了傳統(tǒng)光學(xué)、人體工程學(xué)、精密機(jī)械、現(xiàn)代電子、數(shù)學(xué)、軟件等于一體的檢測儀器。一個具有圖像傳感器、光學(xué)鏡頭、光源照明、機(jī)械裝置等，它可以經(jīng)口腔進(jìn)入胃內(nèi)或經(jīng)其他天然孔道進(jìn)入體內(nèi)。利用內(nèi)窺鏡可以看到X射線不能顯示的病變，因此它對醫(yī)生非常有用。
多芯成像光纖作為內(nèi)窺鏡的關(guān)鍵元件，在生物醫(yī)學(xué)成像和許多需要輕量化、小型化的成像系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，然而現(xiàn)有多芯成像光纖在分辨率、串?dāng)_、抗彎性能等方面仍有許多不足，高性能國產(chǎn)成像光纖研究仍存在大量空白。
近日，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光單元技術(shù)實(shí)驗(yàn)室在高分辨率多芯成像光纖研究取得進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)采用低成本硅酸鹽玻璃成功制備5000纖芯的多芯成像光纖，可見光-近紅外波段空間分辨率優(yōu)于4um，無損成像最小彎曲半徑小于2cm。
研究團(tuán)隊(duì)選用H-ZK9B和H-K3兩款低成本硅酸鹽玻璃，改進(jìn)堆疊-拉伸法，設(shè)計(jì)并制備了一款三芯六邊形密堆成像光纖。這類三種尺寸纖芯的多層堆疊方式，可以最大程度降低相鄰纖芯的串?dāng)_，有效抑制芯間耦合。制備的5000纖芯的多芯成像光纖，在750 nm波長下，最大數(shù)值孔徑大于0.552。多芯成像光纖外徑30um，單個纖芯直徑1.1-1.8um，纖芯間距約2um，650nm照明波長下最高分辨率小于4um，高密度六邊形纖芯排列可以在不顯著增加光纖外徑尺寸且提高光纖抗彎性能的情況下提升成像分辨率。在彎曲半徑小于2 cm條件下，光纖成像性能在全波長范圍(可見光-近紅外)無肉眼可見退化，較國外商用光纖產(chǎn)品成像性能顯著提高。
相關(guān)研究成果Bend-resistant high-resolution imaging optical fiber于近日發(fā)表于國際期刊《Optics & Laser Technology(光學(xué)和激光技術(shù))》。
參考來源：中科院上海光機(jī)所
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