酸溶法光纤传像束在工业内窥镜系统中的实验研究

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1、摘要以酸溶法光纤传像束作为传像器件的光纤工业内窥镜，其优点是结构简单、光路可弯曲、柔性好，使用时不需要拆卸组装体，被广泛应用于无损检测和维修领域。本实验对光纤工业内窥镜系统结构进行了设计，重点确定了光纤传光束、酸溶法光纤传像束、物镜、目镜等部件的参数。以50w的溴钨灯作为冷光源，通过透镜汇聚后进入传光光纤，这比直接与光源耦合提高了2倍的效率；光纤传光束的单丝直径为55I^ln，数值孔径为0．6，用10根光纤传光束均匀地分布在酸溶法光纤传像束的周围，提高了系统照明的均匀性和亮度：本实验采用的酸溶法光纤传像束，单丝直径为lO邮，数值孔径为o．58，像束直径为1．4mm，端面像元素为

2、16000，提高了系统的分辨率。设计的物镜为远摄型透镜，提高了系统的观察范围。关键词：酸溶法传像束内窥镜传光束物镜目镜ABSTRACTTheindustrvopticalfmerendOscOpewhose1umilliferousdeviceisacidsolutionopticalfibefimagebuⅡdl岛itsadvanta霉-esarethatitsstnlctureissiⅡlple，itcaⅡbendtIleljghtpatll柚dncxibilityisgood，thebodycannotbetakendown，so“iswidelyusednondestm

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4、lltsource．Theli功tacccsstlleoptical丘bcr1umilliferousbuⅡdleafterbeingtumedout。Theefficiencyistwjceasmuchasdirectcou口ling．Themonofildi锄eteroftheoptical丘berluIIliniferousblllldlcis55正‘m．11lcnumericalapertIlreisO．6．1bnOpticalfiber1umillifcrousbundleuⅡifo珊lysurroundtheacidsolution0pticalfiberimage

5、blmdle，which曲pmVestllehomoge舱ity趾dli曲tlle豁ofsystem．Acidsolution叩ticalt薹berima叠ebunmeilltllisstudyisadopted．Themono丘ldi锄eteris10肛m，the肌meIicalapenureis0．58，Thedi锄eterofbundkis1．4mm，mepicturcelemeⅡtis16000，whichenh如cesthesystemres01ution．TheobjectiVelensdcsi印edistclephotole璐，whichiIllprovcSthe

6、obseⅣationrangcofsystem．Keywords：Addsolu勘ni瑚geb蛐dIeEⅡdos∞peLuminifer叫sb唧曲0bj∞ⅡVeknsEyeI蛐sII第一章综述§1．1内窥镜技术的发展概况及现状1．1．1硬管式内窥镜硬管式内窥镜的发展经历了两个阶段：即开放式硬管内窥镜和含有光学系统的硬管内窥镜，该类型内窥镜开始时只应用于医疗领域，后来才应用到工业领域。早在1795年【“，德国的Bozzine首先提出了内窥镜的设想，他利用烛光作为光源，看到了直肠和子宫。到19世纪末、20世纪初，随着爱迪生发明电灯等技术的发展，出现了用小电珠作为内窥镜的照明光源，利

7、用透镜、棱镜、反光镜等作为光学元件，以金属管作为外壳而制成的硬管式内窥镜。但是，要将这类硬直的内窥镜插到弯曲的管道中去有很大的困难，而且小电珠或钨丝灯等外部反射光源照明度很低，因而有较多的盲区，所以，这类内窥镜的实用性就受到很大的限制。硬管式内窥镜的构造如图1．1所示。其工作原理是利用转像透镜来传送影像，并由光导光纤传光照明。为了传送清晰的图像，该窥镜的不锈钢插入部分内设计有若干光学元件的转像透镜系统。内置照明光纤把需要的光线从独立的冷光源直接送至工作位置上。图1．1硬管式内窥镜构造1．1．