光探针、医疗用激光探针以及烧灼装置

技术领域

本发明涉及光探针、医疗用激光探针以及烧灼装置。

背景技术

在专利文献1中，关于作为医疗用设备而使用的激光装置，公开有如下结构的光探针：用于传播烧灼用激光的光纤穿到在生物体的血管内插入的插入构件(导管)的内部。该光探针具有在将导管插入到血管的状态下使光纤的前端侧部分弯曲为钩形的弯曲结构。因此，在该医疗用设备中，通过在将导管插入到血管的状态下从光纤的前端面射出激光，能够烧灼相对于导管的插入方向位于侧方的血管壁。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-073704号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，作为照射激光的激光装置，并不限于应用于医疗用的烧灼装置的情况，也存在应用于工业用的激光加工装置的情况。在工业用的情况下，也构成为在将光探针插入到与医疗用的血管同样地细的管的内部的状态下从光纤的前端面射出激光。并且，在上述那样的使用光纤的激光装置、烧灼装置中，为了进行所希望的激光加工、医疗上适当的处理(烧灼)，需要从光纤的前端面以所希望的强度射出激光。在中途光纤弯折了的情况下，在弯折的点上光泄漏，因此产生不能得到所希望的强度、由泄漏的光对健全的部位带来损伤等问题。为了防止该问题，期望是能够对光纤的弯折进行检测的结构。

然而，在专利文献1所记载的结构中，对于具有弯曲结构的光纤，即使在中途光纤弯折了，也不能确认弯折。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够朝向细径的管内等相对于插入方向位于侧方的照射对象照射激光、并且能够应用于光纤的弯折检测的光探针、医疗用激光探针以及烧灼装置。

用于解决课题的方案

为了解决上述的课题并达成目的，本发明的一方案的光探针的特征在于，具备：光纤，其传播从多个光源导入的多个波长的光；反射部，其设置于所述光纤，使所述多个波长中的第一波长的激光透过且将所述多个波长中的第二波长的光反射；以及行进方向变更部，其设置于所述光纤的前端侧，且将透过了所述反射部的所述第一波长的激光的行进方向变更为相对于透过该反射部前的行进方向不同的方向，所述行进方向变更部由弯曲结构构成，所述弯曲结构具有所述光纤的前端侧的部分弯曲的结构，所述反射部设置于比所述弯曲结构靠所述光纤的基端侧的位置。

本发明的一方案的医疗用激光探针的特征在于，具备：所述光探针；以及导管，其插入血管内，所述光纤具有能够穿到血管内的尺寸，且插入所述导管的内部，所述第一波长的激光是烧灼用激光，所述第二波长的光是弯折检测用的监视光，所述行进方向变更部将所述烧灼用激光从所述光纤的前端面朝向血管壁照射。

本发明的一方案的医疗用激光探针的特征在于，所述反射部是形成于所述光纤的光纤布拉格光栅。

本发明的一方案的医疗用激光探针的特征在于，所述反射部是在形成于所述光纤的狭缝内设置的反射膜。

本发明的一方案的医疗用激光探针的特征在于，具备用于保护所述光纤的保护件，所述反射膜通过所述保护件而固定于所述光纤。

本发明的一方案的医疗用激光探针的特征在于，所述反射部是在所述光纤的前端面设置的反射膜，所述行进方向变更部由相对于所述前端面在所述光纤的延伸方向上设置于前方的侧方照射机构构成，所述侧方照射机构包括反射面，所述反射面将从所述前端面射出的所述激光的行进方向向相对于所述光纤的延伸方向倾斜规定角度的方向反射。

本发明的一方案的医疗用激光探针的特征在于，具备在所述光纤的保护件设置的光透过构件，被所述侧方照射机构的所述反射面反射的光透过所述光透过构件。

本发明的一方案的医疗用激光探针的特征在于，所述反射部构成为，除了反射所述第二波长以外，还反射与所述第一波长、所述第二波长不同的第三波长。

本发明的一方案的医疗用激光探针的特征在于，所述第三波长的光是推定弯曲量用的监视光，所述行进方向变更部将所述烧灼用激光从所述光纤的前端面朝向血管壁照射。

本发明的一方案的医疗用激光探针的特征在于，所述第三波长为800nm～2000nm。

本发明的一方案的医疗用激光探针的特征在于，所述第二波长为400nm～800nm。

本发明的一方案的烧灼装置的特征在于，具备：所述医疗用激光探针；多个光源，它们发出导入所述光纤的多个波长的光；合波器，其将所述多个光源与所述光纤光学地连接；监视部，其对被所述反射部反射的所述第二波长的光的反射光进行监视；以及连接部，其将所述医疗用激光探针与所述合波器连接，所述光源包括：烧灼用光源，其产生所述烧灼用激光；以及监视用光源，其产生所述监视光。

本发明的一方案的烧灼装置的特征在于，所述连接部构成为能够相对于所述医疗用激光探针以及所述合波器装卸、且能够更换的部件。

本发明的一方案的烧灼装置的特征在于，所述连接部通过空间耦合而构成。

本发明的一方案的烧灼装置的特征在于，通过所述连接部的激光的功率为100W以下。

本发明的一方案的烧灼装置的特征在于，通过所述连接部的激光的功率为1W～30W。

本发明的一方案的烧灼装置的特征在于，所述反射部除了反射所述第二波长以外，还反射与所述第一波长、所述第二波长不同的第三波长，所述监视部对被所述反射部反射的所述第二波长的光以及所述第三波长的光的反射光进行监视，所述多个光源包括产生所述监视光的监视用光源。

本发明的一方案的烧灼装置的特征在于，所述第二波长以及所述第三波长的光的功率为5mW以下。

本发明的一方案的烧灼装置的特征在于，所述第二波长以及所述第三波长的光的功率为1mW以下。

发明效果

根据本发明，起到能够朝向细径的管内等相对于插入方向位于侧方的照射对象适当照射激光、并且能够对光纤的弯折进行检测这样的效果。

附图说明

图1是示意性地示出实施方式1的激光装置的结构图。

图2是用于说明光纤的前端侧的部分的剖视图。

图3是用于说明实施方式1的变形例1的剖视图。

图4是用于说明实施方式1的变形例2的剖视图。

图5是用于说明实施方式1的变形例3的剖视图。

图6是用于说明实施方式1的变形例4的剖视图。

图7是用于说明实施方式2的激光装置所包括的光纤的前端侧的部分的剖视图。

图8是用于说明实施方式2的变形例1的剖视图。

图9是用于说明实施方式2的变形例2的剖视图。

图10是用于说明实施方式2的变形例3的剖视图。

图11是用于说明各实施方式的变形例的剖视图。

图12是示出各实施方式的变形例1的激光装置的概要结构的示意图。

图13是示出光束轮廓变换器的主要部分的概要结构的示意图。

图14是示出激光的输出输入状态的图。

图15是示出各实施方式的变形例2的光束轮廓变换器的主要部分的概要结构的示意图。

图16是示出各实施方式的变形例3的光束轮廓变换器的主要部分的概要结构的示意图。

图17是示出各实施方式的变形例4的光束轮廓变换器的主要部分的概要结构的示意图。

图18是示出各实施方式的变形例5的光束轮廓变换器的主要部分的概要结构的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式详细进行说明。需要说明的是，本发明并不限定于以下说明的实施方式。另外，在附图的记载中，对相同或者对应的要素适当标注相同的附图标记。

(实施方式1)

图1是示意性地示出实施方式1的激光装置的结构图。实施方式1的激光装置1构成为能够作为医疗用的激光烧灼装置而使用，且是利用同一光纤来传播包括作为烧灼用光的激光的多个波长的光的激光装置。

在该激光装置1中，构成为：利用同一光纤来传播多个波长的光，利用反射部11来反射监视光(监视用光TL2)，烧灼用激光(烧灼用光TL1)透过反射部11并在前端侧的弯曲部12将光的行进方向弯曲而射出。

如图1所示，激光装置1具备作为第一光源的烧灼用LD2以及作为第二光源的监视用LD3。需要说明的是，LD是激光二极管。

烧灼用LD2是输出烧灼用光TL1的光源。烧灼用光TL1是被称为所谓的“生物体之窗”的波长频带的光，即650nm～1400nm附近的从红区到近红外区的波长频带的光。关于烧灼用光TL1，优选的是，使用波长980nm的光。另外，烧灼用LD2的输出为0.1W以上。关于烧灼用LD2，优选的是，使用输出为1W以上的烧灼用LD。

监视用LD3是输出监视用光TL2的光源。监视用光TL2是弯折检测用的监视光。该监视用光TL2是包含可视光波长频带～近红外波长频带的范围的波长，且为1600μm以下的波长。具体而言，监视用光TL2为400nm～800nm，作为最优解优选为600nm～650nm的短波长。优选的是，使用可视光波长频带所包含的波长635nm或者波长650nm的监视光。由于由弯曲损失产生的影响小，因此监视用光TL2优选为短波长。另一方面，当设为短于400nm的波长时，由于在光纤的耐久性等上存在担忧，因此监视用光TL2优选为400nm以上。

另外，监视用LD3的输出为5mW以下。关于监视用LD3，优选的是，使用装置(连接部6处的)输出为1mW以下的监视用LD。即，监视用光TL2的功率为5mW以下，优选为1mW以下。由此，成为考虑了眼安全的监视用光TL2。另外监视用LD3也可以构成为输出多个不同的波长。例如，作为监视用LD3，也可以将输出多个波长不同的光的LD汇集而用作监视用LD3。多个LD的输出可以利用未图示的合波器预先合波(合成)，或者多个LD的输出也可以直接向合波器4输入。

烧灼用LD2以及监视用LD3与合波器4的输入侧连接。合波器4将从烧灼用LD2输出的烧灼用光TL1与从监视用LD3输出的监视用光TL2合波(合成)。该合波器4例如由波分复用(WDM)耦合器、光组合器、抽头耦合器、空间耦合光学系统等构成。另外，虽然在图1未示出，但也可以连接多台合波器4。例如，作为多台合波器4，能够将两台光组合器二级重叠而进行基于2by1、3by1的利用。或者，作为多台合波器4，能够进行基于光组合器与抽头耦合器的组合的利用。在该情况下，抽头耦合器的合成比优选为80：20以上的比例，例如能够设定为90：10、95：5、99：1。

在合波器4的输出侧连接有作为用于对反射光RL进行监视的取出部而发挥功能的抽头耦合器(TAP)5。向抽头耦合器5的输入部输入来自合波器4的输出。在抽头耦合器5的输出部经由连接部6而光学地连接有光纤7。该抽头耦合器5是为了对反射光RL进行监视所需的结构，且作为用于取出反射光RL的抽头耦合器(监视光受光用抽头耦合器)而发挥功能。例如，抽头耦合器5是非对称抽头耦合器，合成比为80：20以上，优选的是合成比能够设定为90：10、95：5、99：1。进一步优选的是，抽头耦合器5的合成比设定为99：1。

连接部6是用于使光探针10能够更换的结构。在抽头耦合器5与光纤7之间设置有连接部6。光探针10是包括比连接部6靠前端侧的光纤7的结构，且包括设置于该光纤7的反射部11以及弯曲部12。

在激光装置1是医疗用的激光烧灼装置的情况下，光探针10穿到导管8的内部，而插入血管的内部。光探针10与导管8构成医疗用激光探针。该导管8是使用后丢弃的部件。光探针10也是使用后丢弃的部件。于是，由于将光探针10以及导管8使用后丢弃，因此为了使光纤7能够相对于抽头耦合器5装卸而设置有连接部6。换句话说，使用后丢弃侧的导管8与再使用侧的装置的连接由连接部6进行。例如，在连接部6中，除了通常的用于光纤的连接的连接器(FC连接器、SC连接器、SMA连接器、ST连接器等)以外，也可以利用基于透镜的空间耦合将装置与光纤7连接。换句话说，连接部6由具有连接端面(连接器端面)的连接器、具有透镜的空间耦合部构成。在连接部6由连接器构成的情况下，当微细的异物侵入连接端面时，有可能由于激光而起火，但在连接部6通过空间耦合而构成的情况下，能够抑制该情况。另外，连接部6构成为除了能够相对于抽头耦合器5装卸以外，还能够相对于光纤7装卸。由此，在光探针10中，能够将连接部6从光纤7取下而更换。

另外，通过连接部6的激光的功率为100W以下。优选的是，通过连接部6的激光的功率为1W～30W。换句话说，通过连接部6的烧灼用光TL1的功率为100W以下，优选为1W～30W。由此，在连接部6由空间耦合部构成的情况下，能够抑制空间耦合部处的劣化、起火。并且，对于连接部6，空间耦合部的最优波长设定为与烧灼用光TL1的波长大致相等。由此，能够极力减少激光向外部的泄漏，能够提高连接部6的可靠性。

光纤7是传播从烧灼用LD2输出的烧灼用光TL1以及从监视用LD3输出的监视用光TL2的光纤，且沿长度方向延伸。在该光纤7设置有具有反射功能的反射部11以及具有变更光的行进方向的功能(行进方向变更功能)的弯曲部12。反射功能是将在光纤7内传播的光的一部分向长度方向的基端侧反射的功能。光的行进方向变更功能是将透过了反射部11的光的行进方向变更为相对于透过该反射部11前的行进方向不同的方向的功能。

反射部11使烧灼用光TL1透过，并且将监视用光TL2反射。即，反射部11由将至少一个波长的光反射、并且使至少一个波长透过的构件构成。例如，反射部11由FBG(光纤布拉格光栅)、反射膜构成。反射部11的反射率大于菲涅尔反射率。例如，在用于光纤7的弯折检测的情况下，反射部11的反射率为40％以上。这样，通过将反射部11设置于光纤7的前端侧的部分，能够进行通光状态的监视。

弯曲部12设置于光纤7的前端侧的部分。该弯曲部12在比反射部11靠前端侧的位置，将透过了反射部11的烧灼用光TL1的行进方向变更为相对于透过该反射部11前的行进方向不同的方向。换句话说，在实施方式1中，作为将透过了反射部11的烧灼用光TL1的行进方向变更为相对于透过反射部11前的行进方向不同的方向的行进方向变更部，而具备弯曲部12。

例如，如图2所示，弯曲部12由具有使光纤7的前端侧的部分弯曲而成的结构的弯曲结构构成。在光探针10中，在比弯曲结构靠基端侧处，设置有由FBG构成的反射部11。由FBG构成的反射部11形成于光纤7。该光纤7具备芯、包层以及形成于包层的外周部的光纤覆膜。光纤7的芯以及包层由玻璃等公知的构成材料构成。并且，光纤7从前端面7a射出烧灼用光TL1，该前端面7a设置于比由弯曲结构构成的弯曲部12靠前端侧的位置。

另外，被反射部11反射的监视用光TL2作为反射光RL以朝向光纤7的基端侧返回的方式传播，并从光纤7的基端侧经由连接部6以及抽头耦合器5而输入监视PD9。

监视PD9是用于对在反射部11发生了反射的光进行监视的受光部。PD是光电二极管。能够利用包括该监视PD9的监视部，而基于反射了的监视用光TL2进行监视。例如，在反射部11由FBG构成的情况下，大体能够进行监视、即能够利用FBG监视温度等。另外，监视PD9也可以设置多个，也可以构成为对从监视用LD3输出的波长不同的光分别进行监视。例如，构成为：在监视PD9与抽头耦合器5之间放入WDM耦合器而将光分波、或者放入抽头耦合器而将光分波，并在分波后放入带通滤波器，从而将确定的波长的光向监视PD9输入。

如图2所示，在反射部11由FBG构成的光探针10中，将反射部11设置于比弯曲部12靠基端侧的位置。在光探针10的前端部21设置有弯曲部12，在光探针10的中间部22设置有反射部11。中间部22位于比前端部21靠基端侧的位置。弯曲部12由具有使光纤7的前端侧的部分弯曲而成的形状的弯曲结构构成，因此为了使监视用光TL2不受由该弯曲部12引起的弯曲损失的影响，而在比弯曲部12靠基端侧的光纤7形成有FBG。在由FBG构成的反射部11中，将监视用光TL2向基端侧反射，并使烧灼用光TL1向前端侧透过。

另外，由弯曲结构构成的弯曲部12通过光纤7的保护件31而保持为弯曲形状。特别是，在图2所示的弯曲部12的形状中，比反射部11靠前端侧的部分在相对于长度方向交叉的方向上向一方向弯曲后朝向另一方向再次弯曲。并且，光纤7的前端面7a形成为能够朝向相对于光探针10的延伸方向以规定的倾斜角θ倾斜的方向照射烧灼用光TL1。该倾斜角θ优选为10度～170度的范围内。通过设定为该倾斜角θ，在将导管8插入血管内时，能够从前端面7a朝向血管壁适当地射出烧灼用光TL1。另外，保护件31由树脂、塑料、陶瓷等材料构成。

如以上说明的那样，根据实施方式1，能够以作为医疗用的烧灼装置而穿到插入血管内的导管8的光探针10为对象而检测光纤7的弯折，并且能够将烧灼用光TL1朝向相对于插入方向位于侧方的血管壁射出。

在实施方式1的光探针10中，为了朝向相对于导管8的插入方向位于侧方的照射对象射出烧灼用光TL1，而在光纤7的前端侧具有弯曲结构，并且将监视用光TL2在反射部11向基端侧反射。由此，通过监视被反射部11反射的反射光RL，能够检测光纤7的弯折。并且，通过将反射部11设置于比弯曲部12靠基端侧的位置，能够降低反射光RL的弯曲损失，能够适当检测光纤7的弯折。

这样，在实施方式1的激光装置1中，监视用光TL2的弯曲损耗少，因此在正常连接有连接部6的状态下，能够判定为反射光RL的强度降低全部由光纤7的弯折引起。由此，在光纤7产生裂纹等、难以对光纤7是否弯折进行检测的情况下，也能够通过反射光RL的监视来检测。并且，对于具备连接部6的激光装置1，通过对反射光RL进行监视，也能够检测连接部6处的异常的脱落。在该情况下，作为连接部6的异常，也能够检测连接器端面的污垢等、连接器端面的异常。

(实施方式1的变形例)

在此，参照图3至图6，对实施方式1的变形例进行说明。需要说明的是，在图3至图6中，示意性地示出各变形例中的光探针10的结构。

图3是用于说明实施方式1的变形例1的剖视图。如图3所示，在实施方式1的变形例1中，弯曲部12的弯曲结构在相对于长度方向交叉的方向上向一方向持续弯曲。反射部11由FBG构成。光纤7构成为比反射部11靠前端侧的部分在相对于长度方向交叉的方向上向一方向持续弯曲至前端面7a的形状。这样，在弯曲部12由光纤7的弯曲结构构成的情况下，该弯曲结构并不限定于上述的图2所示的形状。换句话说，即使在光纤7具有由弯曲结构构成的弯曲部12的情况下，只要是使经由弯曲部12而从光纤7的前端面7a射出的烧灼用光TL1能够确保所希望的强度的程度的弯曲形状，则该弯曲方法没有特别限定。

根据这样构成的变形例1，在中间部22作为反射部11而形成反射膜、之后以其前端侧的前端部21为对象形成用于将光的传播方向变为规定方向的弯曲结构(弯曲部12)的情况下，能够对在该工艺时产生的损伤的有无进行监视。由此，能够区别正常的光探针10与弯曲结构的形成时损伤了的光探针。

图4是用于说明实施方式1的变形例2的剖视图。如图4所示，在实施方式1的变形例2中，反射部11由反射膜构成。在光探针10的中间部22，在光纤7沿着相对于长度方向正交的面形成有狭缝7b。狭缝7b形成于光纤7的芯71以及包层72。在该狭缝7b内作为反射部11而设置有反射膜。作为该反射部11的反射膜由金属膜、电介质多层膜等构成。另外，在图4所示的例子中，狭缝7b内的反射膜通过光纤覆膜32而固定于光纤7。这样，在中间部22设置有狭缝7b以及由反射膜构成的反射部11的光探针10中，能够在其前端部21设置具有上述的弯曲结构的弯曲部12。

图5是用于说明实施方式1的变形例3的剖视图。如图5所示，在实施方式1的变形例3中，在光探针10的中间部22，由反射膜构成的反射部11形成比光纤覆膜32大。该反射膜通过保护件33而固定于光探针10。保护件33设置为将光纤覆膜32的外周部的一部分覆盖。这样，在光探针10的中间部22设置反射膜的情况下，也可以通过保护件33来保护反射部11的形成部位。该保护件33由树脂、塑料、陶瓷等材料。

图6是用于说明实施方式1的变形例4的剖视图。如图6所示，在实施方式1的变形例4中，在光探针10的中间部22，光纤覆膜32被断开。在光纤覆膜32被断开的部位设置有光纤7的保护件33，并且在光纤7形成有用于设置反射膜的狭缝7b。设置于狭缝7b内的反射膜通过保护件33而固定于光纤7。保护件33设置为将光纤7的包层72的外周部分覆盖。这样，在光探针10的中间部22，也能够以剥除了光纤覆膜32的一部分的状态形成反射膜。并且，能够通过保护件33来保护剥除了光纤覆膜32的部分。

(实施方式2)

接下来，对实施方式2的光探针10进行说明。在实施方式2中，光探针10所包括的反射部11和弯曲部12的结构与实施方式1不同。关于激光装置1中的光探针10以外的结构、例如比连接部6靠基端侧的结构，在实施方式2中也与实施方式1相同。需要说明的是，在实施方式2的说明中，对与实施方式1不同的结构省略说明，并引用其参照附图标记。

图7是用于说明实施方式2的光探针10的剖视图。如图7所示，在实施方式2的光探针10中，在光纤7的前端面7a设置有反射部11。该反射部11由反射膜构成。在实施方式2中，作为将透过了反射部11的烧灼用光TL1的行进方向变更为相对于透过反射部11前的行进方向不同的方向的行进方向变更部，而设置有侧面照射机构40。

侧面照射机构40具有相对于由反射膜构成的反射部11配置于前端面7a的前方(前端侧)的反射面41。反射面41相对于光纤7的延伸方向以规定的倾斜角θ倾斜而形成。由此，从前端面7a射出、且透过了由反射膜构成的反射部11的烧灼用光TL1被侧面照射机构40相对于长度方向朝向侧方照射。另外，作为反射膜的反射部11通过公知的蒸镀、化学气相沉积(CVD)法等而设置于前端面7a。需要说明的是，该反射膜也可以通过另外制作并利用粘接剂、粘合材料等贴付于前端面7a而设置。

在实施方式2中，光探针10所包括的光纤7呈直线形状延伸，在其前端面7a设置有反射膜。被由反射膜构成的反射部11反射的监视用光TL2作为反射光RL而以朝向光探针10的基端侧返回的方式传播。

如以上说明的那样，根据实施方式2，在光探针10的前端部21具备侧面照射机构40，因此能够相对于光纤7的延伸方向朝向侧方照射烧灼用光TL1。另外，在光纤7的前端面7a一体形成有由反射膜构成的反射部11，因此能够对在反射膜发生了反射的监视用光TL2的返回光(反射光RL)进行监视。此外，由反射膜构成的反射部11一体形成于光纤7的前端面7a，因此相比前端面7a与反射构件分离配置的结构成为简单且小型的结构。并且，构成光探针10的光纤7不具有弯曲结构，因此能够使光探针10的直径细，而能够使导管8的直径细。

(实施方式2的变形例)

在此，参照图8至图10，对实施方式2的变形例进行说明。需要说明的是，在图8至图10中，示意性地示出各变形例中的光探针10的结构。

图8是用于说明实施方式2的变形例1的剖视图。如图8所示，侧面照射机构40通过设置于其前端侧的保持部31a而固定于保护件31。保持部31a由保护件31的一部分构成。另外，由具有保持部31a的保护件31形成射出窗42。射出窗42形成有供被侧面照射机构40的反射面41反射的烧灼用光TL1通过的部分。

图9是用于说明实施方式2的变形例2的剖视图。如图9所示，在由保持部31a形成的射出窗42设置有使烧灼用光TL1透过的光透过构件50。通过该光透过构件50和保护件31，而将侧面照射机构40收容于光探针10的内部。

图10是用于说明实施方式2的变形例3的剖视图。如图10所示，在具备侧面照射机构40的结构中，反射部11也由FBG构成。图10所示的变形例3对图7所示的实施方式2的结构将由反射膜构成的反射部11变更为由FBG构成的反射部11而成的。换句话说，也能够设为对图8所示的变形例1的结构将由反射膜构成的反射部11变更为图10所示的由FBG构成的反射部11的结构的变形例3。同样地，也可以是对图9所示的变形例2的结构将由反射膜构成的反射部11变更为图10所示的由FBG构成的反射部11而成的结构的变形例3。

(各实施方式的变形例)

图11是用于说明各实施方式的变形例的剖视图。如图11所示，作为变形例的光探针10，也可以构成为如下结构：在光纤7的前端面7a一体形成有由反射膜构成的反射部11，并且该光纤7的前端侧部分具有由弯曲的弯曲结构构成的弯曲部12。

另外，上述的各实施方式以及各变形例中的、在前端面7a设置有由反射膜构成的反射部11的结构以外的结构也可以构成为：光纤7的前端构成为圆锥形状，从光纤7作为圆环状的光束而射出烧灼用光TL1。只要是圆环状的光束，就能够朝向前方侧面照射烧灼用光TL1。换句话说，光纤7的圆锥形状的前端发挥行进方向变更功能。作为一例，具有图4所示的中间部22的光探针10也可以代替弯曲结构而将光纤7的前端构成为圆锥形状。

另外，上述的各实施方式以及各变形例能够利用从监视用LD3输出的、与监视用光TL2不同的波长的监视用光TL3，来推定光纤7的弯曲量。监视用LD3输出弯折检测用的监视光(监视用光TL2)和用于推定弯曲量的监视光(监视用光TL3)。即，监视用光TL3的功率为5mW以下，优选为1mW以下。由此，成为考虑了眼安全的监视用光TL3。此时，反射部11构成为至少反射监视用光TL2以及监视用光TL3，且构成为使烧灼用光TL1透过。并且，监视用光TL3是800nm～2000nm，作为最优解优选为1300nm～1600nm的长波长。对于用于弯曲检测的波长，长波长对弯曲较为敏感，从而检测灵敏度提高。

另外，优选的是，对光纤7的弯折进行检测的波长短于推定光纤7的弯曲量的波长。因此，监视用光TL2的波长优选为短于监视用光TL3的波长。

光纤7的弯曲量的推定以如下步骤进行。首先，利用监视PD9，在光探针10插入体内前对监视用光TL3的强度进行测定，接下来对将光探针10插入体内时的监视用光TL3的光强度进行监视。在体内每当光探针10弯曲时由光纤7的弯曲引起的损失增加，因此监视用光TL3的光强度减小。通过利用监视PD9监视该减小比例，能够推定光纤7的弯曲量。通常，波长越长则由光纤7的弯曲引起的损失越大，因此监视用光TL2的光强度与监视用光TL3的光强度相比不变化。因此，监视用光TL2不被由光纤7的弯曲引起的损失影响，而能够检测光纤7的弯折。

在反射部11构成为至少反射监视用光TL2以及监视用光TL3的情况下，反射部11可以由单一的反射件构成，或者也可以由多个反射件构成。例如，反射部11可以由反射单一的宽频带的反射膜构成，或者也可以构成为通过将FBG与反射膜组合从而反射多个波长。

另外，监视用光TL3的反射率可以是能够对由光纤7的弯曲引起的衰减量进行测定的程度。因此，监视用光TL3的反射率也可以是1％以上，监视用光TL3的反射率也可以是与菲涅尔反射率相同的程度。即，作为监视用光TL3的反射部，也可以利用光纤7的前端侧的剖面处的菲涅尔反射。

另外，变形例的激光装置1也可以使用两个以上的光组合器，将多个烧灼用激光会聚。该变形例的激光装置1具备一个以上的烧灼用激光二极管(烧灼用LD2)以及两个以上的光组合器(合波器4)，光组合器彼此串联连接(级联(cascade)连接)。换句话说，也可以是，烧灼用LD2的输出侧与一个光组合器(第一合波器4)的输入侧连接，并且该一个光组合器的输出侧与另一光组合器(第二合波器4)的输入侧连接。在该情况下，构成合波器4的光组合器是N：1光组合器，优选为2：1光组合器。该光组合器将多个烧灼用光TL1合波(合成)，且是端耦合型(end-couple)或者侧耦合(side-couple)型的组合器。

并且，在如上述那样具备多个烧灼用LD2的情况下，也可以在上述一个光组合器(第一合波器4)的输入侧连接多个烧灼用LD2。或者，也可以是，在上述一个光组合器(第一合波器4)的输入侧连接一个烧灼用激光二极管(第一烧灼用LD2)，在上述另一光组合器(第二合波器4)的输入侧连接另一烧灼用激光二极管(第二烧灼用LD2)以及上述一个光组合器的输出侧(第一合波器4的输出侧)。

(变形例1)

另外，作为各实施方式的又一变形例，激光装置1也可以具备光束轮廓变换器。光束轮廓变换器是将照射(射出)的光束的轮廓变换为与入射的光束的轮廓不同的轮廓的装置。例如，激光装置1能够设为在导管8的内部在反射部11与弯曲部12之间具备光束轮廓变换器的结构。需要说明的是，在该说明中，将具备光束轮廓变换器的激光烧灼装置记载为各实施方式的变形例1而进行说明。

在此，参照图12～图14对光束轮廓变换器的结构例进行说明。图12是示出各实施方式的变形例1的激光装置的概要结构的示意图。该变形例1的激光装置1000具备激光光源1001、输出光纤1002、连接部1003、监视装置1004以及导管8。导管8具备导管主体81、光学元件82以及光束轮廓变换器100。光束轮廓变换器100至少具备光纤101、光纤102以及壳体103。

激光光源1001具备光纤激光器等激光光源，并将烧灼用的激光L1(烧灼用光TL1)向输出光纤1002输出。输出光纤1002是单模光纤或者多模光纤。输出光纤1002经由连接部1003而与光束轮廓变换器100的光纤101光学地连接。由此，激光光源1001能够向光纤101输出激光L1。需要说明的是，连接部1003也可以是与上述的连接部6相同的结构。

在导管8中，导管主体81由树脂等具有挠性的材料构成。导管主体81也可以具有由激光的透过性优异的材质构成的激光输出窗81a。需要说明的是，为了说明，在图12中将导管主体81透明地表示。作为光束轮廓变换器100的至少一部分的、光纤101的一部分、光纤102与壳体103插入导管主体81的管腔。另外，光学元件82在导管主体81的管腔内配置于激光输出窗81a的附近，且与光束轮廓变换器100的光纤102光学地连接。

图13是示出光束轮廓变换器100的主要部分的概要结构的示意图。光束轮廓变换器100除了光纤101、光纤102、壳体103以外，还具备套管(ferrule)104、光纤固定构件105a、105b、树脂106、受光元件107以及电线108。

作为第一光纤的光纤101是具备芯部101a以及包层部101b的单模或者多模的光纤。光纤101例如是阶跃折射率型、渐变折射率型的多模光纤，但没有特别限定。对于光纤101，例如芯径为105μm，包层径为125μm，数值孔径(NA)为0.15，但没有特别限定。

光纤101具有作为第一端面的端面101c。端面101c与x轴平行，并相对于芯部101a的中心轴、且沿z方向延伸的光纤101的光轴OX1倾斜。即，光纤101是所谓的斜切的光纤。光纤101将进行了导波的激光L1从端面101c输出。

作为第二光纤的光纤102是具备芯部102a以及包层部102b的多模光纤。光纤102例如是阶跃折射率型、渐变折射率型的多模光纤，但没有特别限定。光纤102的芯径大于光纤101的端面101c处芯径，例如大1.5倍以上。对于光纤102，例如芯径为400μm，包层径为440μm，NA为0.22，但没有特别限定。

光纤102具有作为第二端面的端面102c。端面102c与芯部102a的中心轴、且沿z方向延伸的光纤102的光轴OX2正交，并与xy平面平行。需要说明的是，芯部102a可以是在端面102c露出的状态，也可以是在端面102c的面进一步设置有透镜、透过膜等的状态等。另外，端面102c并不限定于平面状，也可以是凸面状、凹面状等非平面状。光纤102将从光纤101的端面101c输出的激光L1输入端面102c的芯部102a，并对激光L1进行导波。进行了导波的激光L1作为激光L2而向光学元件82输出。光学元件82将激光L2会聚，并使光路弯曲，而使激光L2从导管主体81的激光输出窗81a输出。

在此，关于光纤101的端面101c处的包层直径Φ

(Φ

具体而言，在光纤101的端面101c处的包层直径Φ

壳体103例如是圆筒体，并收容包括光纤101的端面101c的端部以及包括光纤102的端面102c的端部。另外，壳体103具有将激光L1中的、作为未与光纤102的芯部102a结合的成分的杂散光遮挡、吸收、使其不向外部泄漏的功能。壳体103为了将由所吸收的杂散光产生的热量效率良好地放出，优选为由铝等热传导率高的材料构成。

套管104例如是由氧化锆构成的圆筒体，供光纤101穿过固定，且一端侧被斜切为与端面101c共面。光纤固定构件105a例如是由金属构成的圆筒体，并借助套管104将光纤101固定于壳体103。树脂106将套管104与光纤固定构件105a固接。光纤固定构件105b例如是由金属构成的圆筒体，并将光纤102固定于壳体103。通过将光纤101与光纤102固定于壳体103，从而光纤101与光纤102的相对的位置关系固定。在该变形例1中，光纤101的光轴OX1与光纤102的光轴OX2一致。

受光元件107例如由光电二极管构成，接收作为上述的杂散光的一部分的杂散光L3，并将与该受光强度相应的电流信号向电线108输出。电线108如图12所示与监视装置1004连接。监视装置1004具有接收电流信号、并基于电流信号而对激光L1的强度进行监视的功能。另外，监视装置1004具有基于监视到的激光L1的强度而向激光光源1001输出规定的控制信号的功能。

图14是示出激光的输出输入状态的图，且是从z轴的负的方向观察图13的光纤101、102而得到的图。光纤101将从激光光源1001输入、并进行了导波的激光L1从端面101c输出。端面101c相对于光轴OX1倾斜。其结果是，由于芯部101a与壳体103内的空间的折射率差，从端面101c输出的激光L1向在与yz面平行的面内从光轴OX1倾斜的方向行进。需要说明的是，激光L1的光束轮廓P1成为高斯形状。

端面101c与端面102c非平行，且分开适当的距离(例如，在光轴上100μm以下)。另外，光纤102的芯径大于光纤101的端面101c处的芯径。其结果是，从端面101c输出的激光L1向端面102c的芯部102a以低损失输入。激光L1在输入时，在从光纤102的光轴OX2分开了距离D的位置处，向相对于端面102c倾斜的方向输入。在该情况下，从端面101c输出的激光L1在即将从光纤102的光轴OX2分开的位置处向端面102c的芯部102a输入之前和刚输入后，均相对于光纤102的光轴OX2倾斜。

在作为多模光纤的光纤102对激光L1进行导波的期间，从激光L1产生作为子午(meridional)光线而进行导波的高斯形状的光束轮廓的成分、以及作为斜(skew)光线而进行导波的面包圈形状的光束轮廓的成分。其结果是，光纤102输出的激光L2成为子午光线与斜光线混合、并具有礼帽(top hat)形状的光束轮廓P2的激光。即，光纤102作为变换光束轮廓的光纤而发挥功能。

此时，通过使从端面101c输出的激光L1在从光纤102的光轴OX2分开的位置(偏置的位置)处，向相对于端面102c倾斜的方向输入端面102c的芯部102a，从而斜光线以比较短的导波距离更进一步产生。其结果是，能够利用光纤102高效地进行光束轮廓变换。并且，由此，能够缩短由于口径大、或者NA大而价格比较高的光纤102的使用长度，因此能够以低成本实现高效的光束轮廓变换器100。另外，光束轮廓变换器100不使用特殊的光纤、追加的特殊的光学元件，从而以简易的结构实现。另外，优选的是，若光纤102的芯径比光纤101的端面101c处的芯径大1.5倍以上，则能够利用更低损失、且更短的光纤102进行光束轮廓变换。

另外，这样的简易的结构、低成本、高效的光束轮廓变换器100通过应用于通常每次使用而废弃的导管8，从而能够实现低成本的导管8。

需要说明的是，在该光束轮廓变换器100中，通过使光轴OX1与光轴OX2一致，并使端面101c与端面102c非平行，从而在激光L1从光轴OX2分开的位置处实现向相对于端面102c倾斜的方向输入的输入状态。但是，光束轮廓变换器100的结构能够以实现上述的输入状态的方式变形。例如，也可以使光轴OX1与光轴OX2一致，也可以使光轴OX1与光轴OX2非平行。

另外，通过适当调整端面101c相对于光轴OX1的倾斜角度、端面101c与端面102c的距离、芯部101a的芯径以及折射率、芯部102a的芯径以及折射率的组合，能够调整子午光线的成分与斜光线的成分之比，而调整激光L2的光束轮廓。例如，也能够设为接近高斯形状的礼帽形状、或者接近面包圈形状的礼帽形状。需要说明的是，礼帽形状设为与次数m为3以上的超高斯形状相似的形状或者大致相似的形状的轮廓。超高斯的场U由以下的式子表示。需要说明的是，ω0是光斑半径，r是距中心的距离。

U＝exp[-(r/ω0)

另外，在变形例1中，对光束轮廓变换器100包含于导管8的结构进行了说明，但激光装置1000并不限定于此。换句话说，设置光束轮廓变换器100的位置也可以是连接部1003与激光光源1001之间。这样，通过将光束轮廓变换器100设置于比连接部1003靠激光光源1001侧的位置，从而在将导管8使用后丢弃的情况下，也能够再利用光束轮廓变换器100。

另外，能够构成上述的各实施方式的变形例1的进一步的变形例(变形例2～5)。关于进一步的变形例，参照图15～图18来说明。

(变形例2)

图15是示出各实施方式的变形例2的光束轮廓变换器的主要部分的概要结构的示意图。在该变形例2的光束轮廓变换器100A中，进行了斜切的光纤101的端面101c与光纤102的端面102c熔接连接。此时，在熔接连接面上，光纤101的光轴(未图示)与光纤102的光轴OX2在y方向上分开。由此，端面101c与端面102c平行，但光纤101的光轴与光纤102的光轴OX2在与yz平面平行的面内相互倾斜。

在光束轮廓变换器100A中，实现了激光L1在从光轴OX2分开的位置处向相对于端面102c倾斜的方向输入的输入状态。因此，在光束轮廓变换器100A中，与光束轮廓变换器100同样地，得到简易的结构、低成本、高效这样的效果。

在此，在使相互外径不同的光纤熔接的情况下，反射返回光向输入侧的光纤的包层入射，从而成为树脂等发热的原因。于是，为了抑制树脂等的发热，期望在输入侧的光纤的覆盖部的熔接部侧设置散热部。散热部例如涂敷散热硅酮而构成。

(变形例3)

图16是示出各实施方式的变形例3的光束轮廓变换器的主要部分的概要结构的示意图。光束轮廓变换器100B具备光纤101B以及光纤102B。

作为第一光纤的光纤101B具备与光纤101的对应的要素相同的结构的芯部101Ba以及包层部101Bb。光纤101B具有作为第一端面的端面101Bc。端面101Bc与沿z方向延伸的光纤101B的光轴(未图示)正交，并与xy平面平行。

作为第二光纤的光纤102B具备与光纤102的对应的要素相同的结构的芯部102Ba以及包层部102Bb。光纤102B具有作为第二端面的端面102Bc。端面102Bc与x轴平行，且相对于沿z方向延伸的光纤102B的光轴OX2B倾斜。即，光纤102B是所谓的进行了斜切的光纤。另外，端面101Bc与端面102Bc非平行。另外，光纤101B的光轴与光纤102B的光轴OX2B平行，但在y方向上分开。

在光束轮廓变换器100B中，光纤101B将进行了导波的激光L1从端面101Bc输出。从端面101Bc输出的激光L1沿z方向行进。

光纤102B的芯径大于光纤101B的芯径，因此从端面101Bc输出的激光L1在从光轴OX2B分开的位置处向端面102Bc的芯部102Ba输入。在此，端面102Bc相对于z轴倾斜。其结果是，由于芯部102Ba与壳体103内的空间的折射率差，从端面102Bc输入的激光L1在端面102Bc处向在与yz面平行的面内从光轴OX2B倾斜的方向输入。即，从光纤101B输出的激光L1与光纤102B的光轴OX2B平行直到即将输入芯部102Ba之前，但从光纤102B的光轴OX2B分开的位置处向端面102Bc的芯部102Ba输入后，向相对于光纤102B的光轴OX2B倾斜的方向折射。由此，在光束轮廓变换器100B中，与光束轮廓变换器100的情况同样地，光纤102B作为变换光束轮廓的光纤而发挥功能，并输出激光L2。其结果是，光束轮廓变换器100B能够以简易的结构低成本并且高效地进行光束轮廓变换。

需要说明的是，只要实现激光L1在从光轴OX2B分开的位置向相对于端面102Bc倾斜的方向输入的输入状态即可。因此，也可以对光束轮廓变换器100B的结构进行变形，而使光纤101B的光轴与光轴OX2B非平行。

另外，通过适当调整端面102Bc相对于光轴OX2B的倾斜角度、端面101Bc与端面102Bc的距离、芯部101Ba的芯径以及折射率、芯部102Ba的芯径以及折射率的组合，能够调整激光L2的光束轮廓。

(变形例4)

图17是示出各实施方式的变形例4的光束轮廓变换器的主要部分的概要结构的示意图。变形例4的光束轮廓变换器100C具有如下结构：具备光纤101B以及光纤102，并在光纤101B的端面101Bc与光纤102的端面102c之间配置有三角棱镜111。

在光束轮廓变换器100C中，光纤101B将进行了导波的激光L1从端面101Bc输出。从端面101Bc输出的激光L1沿z方向行进，并向三角棱镜111输入。三角棱镜111是使激光L1折射的光学元件的一例，并以使激光L1的行进方向成为在与yz面平行的面内从z轴倾斜的方向的方式折射。其结果是，激光L1在从光轴OX2分开的位置向光纤102的端面102c的芯部102a输入，并且在端面102c处向在与yz面平行的面内从光轴OX2倾斜的方向输入。由此，光纤102输出进行了光束轮廓变换的激光L2。其结果是，在光束轮廓变换器100C中，与光束轮廓变换器100的情况同样地，能够以简易的结构低成本并且高效地进行光束轮廓变换。

需要说明的是，三角棱镜111也可以与光纤102的端面102c相接而设置。在该情况下，从光纤101B的端面101Bc输出的激光L1与光纤102的光轴OX2平行直到即将输入三角棱镜111之前，但被三角棱镜111折射，而在输入端面102c的芯部102a时相对于光轴OX2倾斜。另外，三角棱镜111也可以与光纤101B的端面101Bc相接而设置。在该情况下，激光L1也在刚输入端面102c的芯部102a后向从光轴OX2倾斜的方向输入。

(变形例5)

图18是示出各实施方式的变形例5的光束轮廓变换器的主要部分的概要结构的示意图。变形例5的光束轮廓变换器100D具有如下结构：在变形例4的光束轮廓变换器100C的结构中，将三角棱镜111置换为作为使激光L1折射的光学元件的一例的透镜112。

透镜112以使光轴OX3与光纤101B的光轴以及光纤102的光轴OX2均不一致的方式配置于端面101Bc与端面102c之间。由此，与光束轮廓变换器100C的情况同样地，从端面101Bc输出的激光L1被透镜112以使激光L1的行进方向成为在与yz面平行的面内从z轴倾斜的方向的方式折射。其结果是，激光L1在从光轴OX2分开的位置向光纤102的端面102c的芯部102a输入，并且在端面102c处向在与yz面平行的面内从光轴OX2倾斜的方向输入。由此，光纤102输出进行了光束轮廓变换的激光L2。其结果是，在光束轮廓变换器100D中，与光束轮廓变换器100的情况同样地，能够以简易的结构低成本并且高效地进行光束轮廓变换。

需要说明的是，透镜112也可以与光纤102的端面102c相接而设置。在该情况下，从光纤101B的端面101Bc输出的激光L1与光纤102的光轴OX2平行直到即将输入透镜112之前，但被透镜112折射，而在输入端面102c的芯部102a时相对于光轴OX2倾斜。另外，透镜112也可以与光纤101B的端面101Bc相接而设置。在该情况下，激光L1也在输入端面102c的芯部102a的时间点向从光轴OX2倾斜的方向输入。

附图标记说明：

1 激光装置

2 烧灼用LD

3 监视用LD

4 合波器

5 抽头耦合器(TAP)

6 连接部

7 光纤

7a 前端面

8 导管

10 光探针

11 反射部

12 弯曲部

21 前端部

22 中间部

31 保护件

31a 保持部

32 光纤覆膜

33 保护件

40 侧面照射机构

41 反射面

42 射出窗。