Волокноскоп

Волокна - это гибкий оптический пакет волокна с объективом на одном конце и окуляром или камерой на другом. Он используется для изучения и осмотра небольших, труднодоступных мест, таких как внутренности машин, замков и человеческого тела.

История

Руководство света по преломлению, принцип, который делает возможным оптоволокна, была впервые продемонстрирована Даниэлем Колладоном и Жаком Бабинет в Париже в начале 1840 -х годов. Затем в 1930 году Генрих Ламм , немецкий студент -медик, стал первым человеком, который собрал кусок оптических волокон, чтобы нести изображение. Эти открытия привели к изобретению эндоскопов и волоконно -волокно. ^{[ 1 ]} В 1960 -х годах эндоскоп был обновлен стеклянным волокном , гибким материалом, который позволял свету передавать, даже при сгибании. Несмотря на то, что это предоставило пользователям возможность наблюдения в реальном времени, это не дало им возможность делать фотографии. В 1964 году была изобретена Fiberscope, первая гастро -камера. Это был первый раз, когда у эндоскопа была камера, которая могла сфотографироваться. Это инновация привела к более тщательным наблюдениям и более точным диагнозам. ^{[ 2 ]}

Оптика

Волокна работают, используя науку о волоконно-оптических пучках, которые состоят из многочисленных волоконно-оптических кабелей. Волокно-оптические кабели изготовлены из оптически чистого стекла и такие же тонкие, как волосы человека. Три основных компонента волоконно-оптического кабеля:

ядро - центр из высокой чистоты стекла
Облицовка - внешний материал, окружающий ядро, который предотвращает протекание света
буферное покрытие - защитное пластиковое покрытие

Ниже приведены два разных типа волоконно-оптических пучков в волокно-масштабе:

Пакет освещения - предназначен для переноски света в область перед объективом
Пакет визуализации - предназначен для переноса изображения из объектива в окуляр ^{[ 3 ]}

Общее внутреннее отражение

Волокно-оптические кабели используют полное внутреннее отражение для передачи информации. Когда свет проходит от одной среды к другой, он преломляется. Если свет перемещается от менее плотной среды до плотной среды, его преломляют от нормального . Противоположность применяется, если свет движется от плотной среды до менее плотной среды. В зрительных кабелях свет проходит через плотное стеклянное ядро (показатель высокой преломления), постоянно отражаясь от менее плотной облицовки (более низкий показатель преломления). Это происходит потому, что поверхность ядра действует как идеальное зеркало, а угол света всегда больше критического угла. ^{[ 4 ]}

Компоненты

Окуль - увеличивает изображение, перенесенное обратно пучком изображений, чтобы человеческий глаз мог смотреть на него.
Пакет визуализации - непрерывная прядь гибких стеклянных волокон, которые передают изображение в окуляр.
Дистальная линза - комбинация микро -линз, которые снимают изображения и фокусируют их в пакете небольших визуализации.
Система освещения - руководство по оптоволоконному свету, которое передает свет от источника в целевую область
Система артикуляции - способность пользователя управлять движением изгибающей секции волоконскопа, которая непосредственно прикреплена к дистальной линзе.
Корпус волокноскопа - раздел управления, который предназначен для оказания помощи одной руке.
Вставка трубка - большая часть длины волоконно -масштаба, ставшей долговечной и гибкой. Это защищает пакет оптического волокна и кабели артикуляции.
Секция изгиба - самая гибкая часть волоконно -масштаба, он соединяет вставленную трубку к разделу дистального просмотра.
Дистальный раздел - где находятся окончания точек как освещения, так и для визуализации волокна. ^{[ 5 ]}

Медицинские заявки

Волокна используются в области медицины в качестве инструмента, чтобы помочь врачам и хирургам осмотреть проблемы в организме пациента без необходимости делать большие разрезы. Эта процедура называется эндоскопией. Врачи используют это, когда подозревают, что орган пациента заражен, поврежден или рако. Существует множество типов, основанных на области изучаемого тела. Они включают в себя:

Артроскопия - суставы
Бронхоскопия - легкие
Колоноскопия - Колон
Цистоскопия - мочевой пузырь
Энтероскопия - тонкая кишка
Гистероскопия - матка
Лапароскопия - живот/таз
Ларингоскопия - гортань (голосовая коробка)
Медиастиноскопия - область между легкими
Верхняя желудочно -кишечная эндоскопия - пищевод и верхний кишечный тракт

Хотя любая медицинская техника имеет свои потенциальные риски, использование волоконно -масштаба для эндоскопии имеет очень низкий риск вызывания инфекции и кровопотери.

Другие приложения

Слесарки используют волокно -волокнисты, чтобы проверить положение булавок . Технические специалисты и инспекторы используют волокно -волокно, чтобы посмотреть на внутреннюю часть машин без необходимости разобрать их. Волокна также могут использоваться в военном или полицейском заявлении, чтобы проверить под дверями или вокруг углов или иным образом выполнять наблюдение или разведку .

В популярных СМИ

Фильм 1982 года , который осмеливается победить , о специальном воздушном службе , изображал использование волоконно -составных швейцарных матчей в борьбе с терроризмом .
Волокновые маски являются важным инструментом в тактических шутеров видеоиграх , таких как Rainbow Six Splinter Cell , Splinter Cell, Swat , или нет . , Head враг атака.

Смотрите также

Бовесскоп
Эндоскоп
Ulexite или «TV Rock», естественный пакет волокна
Скрытая камера

Ссылки

^ Беллис, Мэри. «Рождение волоконной оптики» . Архивировано из оригинала 12 июля 2012 года.
^ «Том 3 Рождение волоконно -соревнования» . Архивировано из оригинала 13 ноября 2011 года . Получено 12 ноября 2014 года .
^ Фрейденрих, Крейг (6 марта 2001 г.). «Как работает оптоволокна» .
^ «Общее внутреннее отражение» . Получено 12 ноября 2014 года .
^ «Промышленное волокноскоп» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 ноября 2014 года . Получено 13 ноября 2014 года .

[1] Беллис, Мэри. «Рождение волоконной оптики» . Архивировано из оригинала 12 июля 2012 года.

[2] «Том 3 Рождение волоконно -соревнования» . Архивировано из оригинала 13 ноября 2011 года . Получено 12 ноября 2014 года .

[How_Fiber_Optics_Work-3] Фрейденрих, Крейг (6 марта 2001 г.). «Как работает оптоволокна» .

[4] «Общее внутреннее отражение» . Получено 12 ноября 2014 года .

[5] «Промышленное волокноскоп» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 ноября 2014 года . Получено 13 ноября 2014 года .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]