[发明专利]一种双磁体单光纤内窥镜扫描探头及其制备方法

权利要求书

1.一种双磁体单光纤内窥镜扫描探头，其特征在于，包括环形软管、固定支座、细长单光纤、两个磁体、透镜和倾斜螺旋线圈，其中：两个磁体相隔一定距离地固定在细长单光纤的中部位置，从而形成光纤-磁体结构，磁体的上下运动带动细长单光纤振动；透镜固定于细长单光纤的一端部，并随细长单光纤的振动而上下扫描；固定支座位于细长单光纤的另一端部；带有透镜的光纤-磁体结构由固定支座安装于环形软管内；倾斜螺旋线圈固定于环形软管的表面；

当在倾斜螺旋线圈施加交流电压时，在环形软管内部产生磁场，磁场方向与磁体轴心方向形成一角度，并分别推动两个磁体上下运动，致使细长单光纤发生变形，且当加载的电压频率与光纤-磁体整体结构的共振频率一致时，细长单光纤远端和透镜被带动在XOY平面内做螺旋共振扫描，从而实现双磁体单光纤内窥镜扫描探头的大范围扫描和高精度成像。

2.根据权利要求1所述的一种双磁体单光纤内窥镜扫描探头，其特征在于，所述的倾斜螺旋线圈，为利用基于紫外光源的3D立体投影曝光技术，并结合传统的MEMS微细加工工艺，通过程序化的光刻图形化控制在环形软管表面制作而成。

3.根据权利要求2所述的一种双磁体单光纤内窥镜扫描探头，其特征在于，所述的倾斜螺旋线圈由铜制备而成，其内直径为0.6—2.4毫米、厚度为20—60微米、宽度为30—90微米、匝数为50—200匝，倾斜螺旋线圈与环形软管的倾斜角度为30—60度。

4.根据权利要求1所述的一种双磁体单光纤内窥镜扫描探头，其特征在于，所述的环形软管由聚酰亚胺制备，其外直径为0.6—2.4毫米、内直径为0.38—2.2毫米、长度为2.4—12毫米。

5.根据权利要求1所述的一种双磁体单光纤内窥镜扫描探头，其特征在于，所述的固定支座，其外直径为0.38—2.2毫米、内直径为0.08—0.4毫米、长度为0.3—2.2毫米。

6.根据权利要求1所述的一种双磁体单光纤内窥镜扫描探头，其特征在于，所述的细长单光纤为一圆柱体，其直径为0.08—0.4毫米、长度为10.4—15.2毫米。

7.根据权利要求1所述的一种双磁体单光纤内窥镜扫描探头，其特征在于，两个所述的磁体均为圆柱体，其外部直径均为0.2—1.2毫米，内部直径均为0.08—0.4毫米，长度均为0.4—2.2毫米。

8.根据权利要求1所述的一种双磁体单光纤内窥镜扫描探头，其特征在于，所述的透镜，其长度为0.1—0.5毫米，底面直径为0.08—0.4毫米。

9.一种根据权利要求1-8所述的双磁体单光纤内窥镜扫描探头的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)在环形软管表面溅射一层Cr/Cu种子层；

(2)采用浸入法在种子层上涂覆光刻胶；

(3)将涂覆有光刻胶的环形软管放置于曝光平台上，UV光通过掩膜版将需要的图形以2:1的比例聚焦投影到环形软管的下边缘表面，利用两个高精度的微马达带动需要曝光的环形软管以最小0.01度每秒的速度进行旋转，完成对环形软管基底的灵活图形化曝光，使掩膜版上的图形转移到环形软管上；

(4)显影后沉积金属铜作为倾斜螺旋线圈结构材料；

(5)释放环形软管，去除光刻胶和种子层，得到位于环形软管表面的倾斜螺旋线圈；

(6)整体组装，细长单光纤穿过带有圆孔的两个磁体圆柱和透镜，将带有透镜的光纤-磁体结构由固定支座安装于环形软管内，形成双磁体单光纤内窥镜扫描探头。

10.根据权利要求9所述的双磁体单光纤内窥镜扫描探头的制备方法，其特征在于，所述种子层厚度为50—200纳米。