医学物理学光纤内窥镜学.ppt

第 2 章 光纖內窺鏡學 每章扉頁 2.1 斯涅耳定律和臨界角 2.2 光導纖維 2.3 內窺鏡 2.4 內窺鏡的用途 每章扉貢 在波動學中，你已學過光能夠被引導穿過光纖。現在我們一起通過一些簡單步驟來製作一個導光器。 所需材料 1. 純魚膠粉 2. 一個長方形容器 製作步驟 1. 把小量魚膠粉溶於熱水中，然後把魚膠溶液注進長方形容 器中。 2. 把魚膠溶液放置在一邊，待其冷卻後便可得到一塊膠狀方 塊。 製作步驟 3. 小心地把方塊切成條狀。 4. 試把一束激光射進魚膠導光器，觀察有甚麼現象發生。 從以上活動中，我們可以看到全內反射的現象。 光纖實際上有很多用途，我們在這一章中會有詳細討論。 2.1 斯涅耳定律和臨界角 當光線從一個介質進入到另一個介質時會發生折射。 光的偏折遵循斯涅耳定律。 當光線 1. 由光密介質射向光疏介質，且 2. 入射角θ1大於臨界角 c， 便會發生全內反射。 臨界角 c 可從以下方程計算 2.2 光導纖維 光纖由固體玻璃核心和折射率相對略低的包層組成。 光纖可分類為階變式和漸變式。 光線進入光纖核心的最大入射角可從光纖的數值孔徑 (NA) 求得。 2.3 內窺鏡 2.4 內窺鏡的用途 第 2 章完 * 2 醫學物理學 光纖內窺鏡學 自製導光器 斯涅耳定律 斯涅耳定律的一般形式和臨界角 Θ1 c Θ1 = c Θ1 c 臨界角 斯涅耳定律的一般形式和臨界角 在階變式光纖中，核心和包層的折射率為常數。 光纖 階變式光纖 例題 2.1 若要在光纖內發生全內反射，則光線進入核心時的入射角是受到限制的。 數值孔徑 例題 2.2 小測試 (p.39) O 共有兩種： 1. 硬式內窺鏡 2. 可彎式內窺鏡 硬式內窺鏡 可彎式內窺鏡 可彎式內窺鏡 相干光纖管束 相干光纖管束中的光纖整齊排列，在光纖束兩端之間的任何位置，每條光纖的相對位置都是相同的。 相干光纖管束用來傳送影像。 非相干光纖管束 非相干光纖管束中光纖的排列是無序的。 非相干光纖管則用來照明。 內窺鏡可用作診斷和治療。 當使用內窺鏡進行針孔手術時，手術儀器通過內窺鏡，或身體上外加的小孔進入體內。 微創手術減少風險 縮短康復期 治療費用較低 優點 可觀察範圍受到相干光纖管束的粗幼所限制 主要是沿着體腔使用 限制 * Medical Physics 2 Fibre Optic Endoscopy