[发明专利]一种提高光学质量的光学探头

说明书

技术领域

本发明涉及一种属于医疗设备技术领域，特别是涉及一种提高光学质量的光学探头。

背景技术

将微机电系统技术（microelectromechanical systems, 简称MEMS）的扫描微镜与光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography, OCT)技术相结合，进行内窥镜成像系统开发是专利申请单位的主要开发项目。国际上第一个MEMS－OCT光学探头正是由申请单位研发团队成员之一在2001年研发的，该光学探头采用电热驱动的一维MEMS扫描微镜，成功展示了活体猪膀胱的二维截面OCT图像。该探头已经取得美国专利（专利号：US7,450244 Full circumferential scanning OCT intravascular imaging probe based on scanning MEMS mirror），图1是探头三维设计图，它包括探头基座14、透镜12、传输光纤13、进行MEMS微镜电连接的柔性电路板15和MEMS微镜11。探头基座根据各零部件尺寸进行设计，采用电火花切割加工；传输光纤前端部分去掉外皮后与格林透镜采用无间隙组装在探头对应孔槽内；MEMS微镜与柔性电路板分别粘接在探头一端带45°斜坡的槽内；最后完成塑料套管16的组装。

内窥成像探头（专利号：2011100711137）对光学零件的组装做了很大改进，将传输光纤21装入毛细玻璃管22扩径后与透镜23组装成具有特定工作距离的组件，再装入探头，减少了探头组装难度。但光学质量却未得到提高，特别是在格林透镜外端面会产生部分光的反射折回，一方面会造成光功率的部分损耗，另一方面会与样品反射回的光形成干涉，从而不仅使得传输至OCT成像系统的信号减弱，同时会给系统增加不必要的干扰信号。

发明内容

本发明目的在于改进光学探头部分的光学结构设计，优化探头中各个光学界面的光学质量，优化探头的部分结构。从而一方面实现了探头中各光学零部件的精准组装和校准，另一方面减少了探头中的光损耗，使得使用此探头的系统能采集较稳定且较强的信号，从而得到较理想结果。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种提高光学质量的光学探头，包括连接件、探头基座、柔性电路板、光学组件、MEMS微镜、探头端盖和窗片，其特征在于：所述光学组件包括光纤和透镜，所述光纤端面和透镜两端的端面三个光学端面涂履增透膜或者进行端面倒角。

其进一步特征在于：所述探头基座左端为T形槽孔，T形槽狭窄处用于安装光学组件，较宽槽则方便柔性电路板的伸出；探头基座右侧为一个异形孔，探头端盖插入与之配合；探头基座内孔各表面均涂履能够吸引红外光的材料；探头端盖左侧具有斜坡槽，用于安放柔性电路板，柔性电路板焊盘区粘结有MEMS微镜；与MEMS微镜正对的探头基座上开有窗口，窗口安装有窗片，所述窗片双面涂履增透膜，或者窗片采用透红外材料加工制作。

当光学组件中的各个光学界面均采用涂履增透膜，光学组件安放于探头基座槽孔中间位置，经光学组件出射的聚焦光束平行探头基座轴线且与MEMS微镜成95度-175度射向MEMS微镜。

当光学组件中的光纤部件和自聚焦透镜靠光纤部件端面采用涂履增透膜或者端面倒角，而透镜靠MEMS微镜侧端面采用端面倒角，出射光偏下，光学组件安放于探头基座槽孔偏上位置，经光学组件出射的聚焦光束斜向下且与MEMS微镜成95度-175度射向MEMS微镜。

当光学组件外端面倒角出射光偏上，光学组件安放于探头基座槽孔偏下位置，经光学组件出射的聚焦光束斜向上且与MEMS微镜成95度-175度射向MEMS微镜。

当光学组件外端面倒角出射光偏左或偏右，经光学组件出射的聚焦光束与MEMS微镜镜面成95度-175度射向MEMS微镜。

探头端盖与探头基座的周向定位配合方式是D形横截面实现配合、弹片/弹片夹配合、销钉或者螺钉配合、键/键槽配合中的任一种方式。

前述MEMS微镜包括顶层透光盖片、微镜镜面、微镜四周框架和底层基底；所述MEMS微镜中的顶层透光盖片双面涂履光学增透膜，微镜四周框架上表面涂履能够吸收红外光的材料。