ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ОЦІНЮВАННЯ ОДНОРІДНОСТІ ВИХІДНИХ ПОТОКІВ ОПТИЧНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ ПРЯМОКУТНОЇ ФОРМИ ПРИ РІЗНИХ ВАРІАНТАХ ВИКОНАННЯ ВИХІДНИХ ДІЛЯНОК СВІТЛОВОДНИХ НАСАДОК ДО МЕДИЧНОЇ ЛАЗЕРНОЇ АПАРАТУРИ

Автор(и)

  • Ольга Комарова ПП "Фотоніка Плюс", м. Черкаси, Україна https://orcid.org/0000-0002-0060-5996
  • Володимир Холін ПП «Фотоніка Плюс», м. Черкаси, Україна
  • Микола Терещенко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0003-4523-281X
  • Сергій Павлов Вінницький національний технічний університет, Україна http://orcid.org/0000-0002-0051-5560
  • Володимир Розуменко нститут нейрохірургії ім. А.П. Ромоданова НАМН України, м. Київ, Україна https://orcid.org/0000-0002-8774-6942
  • Микола Посохов Інститут неврології, психіатрії та наркології НАМН України, м. Харків, Україна
  • Валентин Івасенко ПП «Фотоніка Плюс», м. Черкаси, Україна
  • Світлана Лапіна ПП «Фотоніка Плюс», м. Черкаси, Україна

DOI:

https://doi.org/10.20535/1970.65(1).2023.283458

Ключові слова:

канальний оптичний хвилевод, оптичне волокно, діафрагмування оптичного потоку, діаграма спрямованості, насадки до лазерної медичної апаратури, щільність потужності лазерного випромінювання, лазерне випромінювання

Анотація

У статті приведено результати дослідження однорідності потоків оптичного випромінювання прямокутної форми при різних варіантах виконання вихідних ділянок світловодних насадок. Під час проведення значної частини лікувальних маніпуляцій на основі лазерних впливів у медицині патологічні ділянки біотканини чи їх проєкції, які знаходяться на поверхні тіла, накриваються світловими плямами з контурами зазвичай у вигляді плоских геометричних фігур [1]. Варіабельність виконання світлових плям за формою (коло, квадрат, прямокутник, трикутник, ромб тощо) і лінійними розмірами поперечного перерізу дозволяє підбирати форму та розміри світлової плями, яка охоплює певну конкретну патологічну поверхню з мінімальним захопленням інтактних ділянок тканини [2]. Водночас, незалежно від форми та лінійних розмірів, світлові плями мають бути максимально однорідними [3 - 5].

На сьогодні особливий інтерес представляє забезпечення оптичної однорідності прямокутних світлових плям. По-перше, подібні форми плям широко застосовуються при впливах у лазерній медицині. По-друге, у вихідних оптичних каскадах лазерної апаратури і периферійних світловодах, які підключаються до них, насамперед, використовуються оптичні волокна циліндричної форми з округлим поперечним перерізом оптичного потоку на виході.

Метою даної роботи є оптимізація параметрів світловодних насадок лазерної медичної апаратури з вихідними потоками оптичного випромінювання прямокутної форми на основі оцінки рівномірності розподілу щільності потужності потоку при різних варіантах виконання вихідних ділянок насадок.

У роботі досліджено оптичні потоки на виході трьох варіантів виконань дистальних ділянок світловодів. Світловоди було сформовано оптичними волокнами, у тому числі з використанням мікролінз на вихідних кінцях та задіафрагмовано канальними оптичними хвилеводами у вигляді прямокутних паралелепіпедів. Отримані на етапі фізичного моделювання експериментальні результати показують перспективність використання сферичних мікрооптичних елементів на вихідних кінцях оптичних волокон в поєднанні з діафрагмами прямокутної форми у вигляді канальних оптичних хвилеводів для отримання світлових плям прямокутної форми з високим рівнем оптичної однорідності.

Біографії авторів

Ольга Комарова , ПП "Фотоніка Плюс", м. Черкаси

аспірант КПІ ім. Ігоря Сікорського, ПБФ, кафедра «Виробництва приладів», м. Київ

інженер-технолог ПП "Фотоніка Плюс", м. Черкаси

Володимир Холін, ПП «Фотоніка Плюс», м. Черкаси

к.т.н., директор ПП «Фотоніка Плюс», м. Черкаси

Микола Терещенко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

к.т.н., доцент КПІ ім. Ігоря Сікорського, ПБФ, кафедра «Виробництва приладів», м. Київ

Сергій Павлов , Вінницький національний технічний університет

д.т.н., професор кафедри біомедичної інженерії та оптико-електронних систем Вінницького національного технічного університету, м. Вінниця

Володимир Розуменко, нститут нейрохірургії ім. А.П. Ромоданова НАМН України, м. Київ

доктор мед. наук, профеcор, чл.-кор. НАМН України, Заслужений лікар України, головний онконейрохірург НАМН України, лікар-нейрохірург, Інститут нейрохірургії ім. А.П. Ромоданова НАМН України, м. Київ

Микола Посохов , Інститут неврології, психіатрії та наркології НАМН України, м. Харків

канд. мед. наук, доцент, лікар-нейрохірург вищої категорії, завідувач відділенням функціональної нейрохірургії, Інститут неврології, психіатрії та наркології НАМН України, м. Харків

Валентин Івасенко , ПП «Фотоніка Плюс», м. Черкаси

інженер-електронік

Світлана Лапіна , ПП «Фотоніка Плюс», м. Черкаси

інженер-конструктор

Посилання

M. N. Bonus, A. I. Gladkova, S. A. Horbatyuk and others, Modern aspects of laser therapy. V.D. Popov, Ed. Cherkasy, Ukraine: Vertical, publishing house S.G. Kandych, 2012. (In Russian)

Komarova, O., V. Kholin, M. Tereshchenko, S. Pavlov, M. Bohomolov, A. Zilgaraeva, O. Bezkrevnyi, and A. Reva, “Fiber-Optic Minimally Invasive Diffuse Diffuser on Optical Fiber for Intratissue Laser Exposure”, Optoelectronic Information-Power Technologies, vol. 41, no 1, May 2022, pp. 39-46, DOI:10.31649/1681-7893-2021-41-1-39-46. (In Ukrainian)

O.M. Chepurna, Yu.V. Petrushko, V.V. Kholin, and S.V. Pavlov, "Development and research of a multispectral LED system for experimental work", in XLVII International scientific and practical conference "Application of lasers in medicine and biology", Kharkiv, May 25-27, 2017, pp.96-98. (In Ukrainian)

Z.Yu. Gostra, S.V. Pavlov, Z.M. Mykytyuk, S.M. Zlepko, O.E. Sushinskyi, D.V. Vovkotrub et al., Ed., Laser medical technologies: a study guide. Vinnytsia, Ukraine: VNTU, 2017. (In Ukrainian)

Wójcik, W., Pavlov, S., & Kalimoldayev, M. (Eds.). (2019). Information Technology in Medical Diagnostics II: Proceedings of the International Scientific Internet Conference “Computer Graphics and Image Processing" and the XLVIIIth International Scientific and Practical Conference “Application of Lasers in Medicine and Biology", May 2018 (1st ed.). CRC Press. DOI: 10.1201/9780429057618.

A.G. Nikitenko, and Yu.V. Troitsky, "Formation of a non-Gaussian intensity profile in a laser with inhomogeneous mirrors," Quantum Electronics, 9, No. 8, pp.1600-1607, 1982. (In Russian)

B.O. Batalia, M.F. Tereshchenko, O.S. Komarova, and V.V. Kholin, Ukrainian Patent No. 152756, AUTOMATED ADAPTIVE LASER APPARATUS, April 05, 2023. (In Ukrainian)

V.S. Voitsekhovych, A.H. Karpusheva, N.M. Kachalova, Yu.A. Petrushko, N.F. Tereshchenko, and V.V. Kholin, "On the uniformity of the laser radiation power density distribution at the output of optical fibers", Laser surgery. Materials of the scientific and practical conference "Actual issues of the application of lasers in medicine - 2020" (October 30-31, 2020) , 2021, pp. 226 – 231. (In Russian)

V.V. Kholin, V.M. Bychenko, L.V. Hryshchenko, and O.M. Chepurna, "Indicator of the power of laser radiation", Laser surgery: materials of a scientific and practical conference, Cherkasy, March 1-2, 2012, Cherkasy, 2012, pp. 250-253. (In Ukrainian)

IS/IEC 60793-1-43: Optical Fibres, Part 1: Measurement Methods and Test Procedures, Section 43: Numerical Aperture, 2001.

A.S. Semenov, V.L. Smirnov, and A.V. Shmalko, "Elements of the waveguide path of optical integrated circuits based on three-dimensional optical waveguides," Quantum electronics, vol. 15, no. 7, pp. 1327-1357, 1988. (In Russian)

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-06-30

Як цитувати

[1]
О. Комарова, «ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ОЦІНЮВАННЯ ОДНОРІДНОСТІ ВИХІДНИХ ПОТОКІВ ОПТИЧНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ ПРЯМОКУТНОЇ ФОРМИ ПРИ РІЗНИХ ВАРІАНТАХ ВИКОНАННЯ ВИХІДНИХ ДІЛЯНОК СВІТЛОВОДНИХ НАСАДОК ДО МЕДИЧНОЇ ЛАЗЕРНОЇ АПАРАТУРИ », Bull. Kyiv Polytech. Inst. Ser. Instrum. Mak., вип. 65(1), с. 123–127, Чер 2023.

Номер

№ 65(1) (2023)

Розділ

ПРИЛАДИ І СИСТЕМИ БІОМЕДИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 CC BY 4.0

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Авторське право на публікацію залишається за авторами.

Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»  як на видавця.

Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.

 Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.

Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.