高分辨率掃描光纖內(nèi)窺鏡中的小型壓電陶瓷管    

高清晰度內(nèi)窺鏡越來越多地用于醫(yī)學(xué)，不僅用于診斷，還用于疾病的治療。由于它們的結(jié)構(gòu)緊湊靈活，直徑只有幾毫米，因此可以進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)。與以往傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡對(duì)圖像質(zhì)量的限制相反，掃描光纖內(nèi)窺鏡(SFE)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了新的可能性：SFE生成基于激光的、分辨率更高、視場(chǎng)更大的全色圖像，例如在光學(xué)相干斷層掃描中。由于小型壓電陶瓷管的快速偏轉(zhuǎn)和控制，它們?cè)?/span>SFE中產(chǎn)生光纖的掃描運(yùn)動(dòng)。因此，SFE在日常臨床實(shí)踐中提供更多的圖像信息、生物醫(yī)學(xué)研究中的新發(fā)現(xiàn)和改進(jìn)的微創(chuàng)手術(shù)。

小型壓電陶瓷管的超快光纖偏轉(zhuǎn)          

分段壓電陶瓷管不僅提供徑向和軸向偏轉(zhuǎn)，而且當(dāng)段受到特別控制時(shí)，還可以在xy平面上進(jìn)行掃描運(yùn)動(dòng)。PI Ceramic制造這些壓電陶瓷管系列的設(shè)計(jì)種類繁多，最窄的公差為0.05毫米，最小的外徑僅為0.45毫米。

掃描光纖內(nèi)窺鏡(SFE)中的壓電陶瓷管    

SFE中的中心成像組件是由 管狀壓電促動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的單根單模光纖。特定于應(yīng)用的促動(dòng)器的直徑為0.45毫米，長(zhǎng)度僅為4毫米。 小型壓電陶瓷管可以利用>>逆壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)超快運(yùn)動(dòng)，使SFE中的光纖在5到12千赫茲的機(jī)械諧振中振蕩。這導(dǎo)致用RGB激光掃描照明平面?？梢詫?duì)徑向振動(dòng)移動(dòng)進(jìn)行建模，使得光纖在操作期間（例如以螺旋掃描圖樣或以利薩如圖形）移動(dòng)。在SFE操作期間施加的電壓很低，因?yàn)楣軤顗弘娞沾纱賱?dòng)器在電氣上相當(dāng)于一個(gè)小電容器——在典型操作中，電壓低于50伏。彎曲型促動(dòng)器也可以實(shí)現(xiàn)類似的掃描應(yīng)用，即使在最小表面積的情況下也能實(shí)現(xiàn)相對(duì)較大的偏轉(zhuǎn)。

諧振單模光纖由小型管狀壓電陶瓷促動(dòng)器驅(qū)動(dòng)（來源：Lee等人，J. Biophoton. 3 (2010)，385-407）