Фиброскоп - Fiberscope

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

Фиброскопа представляет собой гибкий волоконно - оптические расслоение с окуляром на одном конце и линзой на другой , который используется , чтобы исследовать и изучить мелкие, трудно в труднодоступных местах , таких как внутренности машин, замков и тела человека.

История

Направление света за счет преломления - принцип, который делает возможным использование волоконной оптики, - был впервые продемонстрирован Даниэлем Колладоном и Жаком Бабине в Париже в начале 1840-х годов. Затем в 1930 году немецкий студент-медик Генрих Ламм стал первым человеком, собравшим пучок оптических волокон для передачи изображения. Эти открытия привели к изобретению эндоскопов и фиброскопов. В 1960-х годах эндоскоп был модернизирован за счет использования стекловолокна - гибкого материала, который позволял свету пропускать даже при изгибе. Хотя это давало пользователям возможность наблюдать в реальном 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.

Оптика

Фиброскопы работают, используя науку 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 приведены два разных типа волоконно-оптических пучков в фиброскопе:

  • пучок освещения - предназначен для переноса света в область перед линзой
  • набор изображений - предназначен для переноса изображения от объектива к окуляру

Полное внутреннее отражение

Волоконно-оптические кабели используют полное внутреннее отражение для передачи информации. Когда свет перемещается из одной среды в другую, он преломляется. Если свет перемещается от менее плотной среды к более плотной, он преломляется в направлении от нормали . 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 падения света всегда больше критического.

Составные части

  • Окуляр - увеличивает изображение, передаваемое пучком изображений, чтобы человеческий глаз мог его видеть.
  • Пучок изображения - непрерывная нить из 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 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.
  • Секция изгиба - самая гибкая часть фиброскопа, она соединяет вводную трубку с дистальной секцией просмотра.
  • Дистальный разрез - где находятся конечные точки пучка световодов и оптических волокон.

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 эндоскопии имеет очень низкий риск инфицирования и кровопотери.

Другие приложения

Хотя фиброскоп в основном используется в медицинских целях, он также используется для других целей. Слесари используют их для проверки положения штифтов ; 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