[發(fā)明專利]光導(dǎo)、光源裝置以及內(nèi)窺鏡系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010141730.5
• 申請日: 2010-01-27
• 公開（公告）號: CN101833130A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 下津臣一
• 申請（專利權(quán)）人: 富士膠片株式會社
• 主分類號: G02B6/04
• 分類號: G02B6/04;G02B23/26
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 陳平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于半導(dǎo)體晶片曝光和內(nèi)窺鏡照明的光導(dǎo)。本發(fā)明也涉及一種使用該光導(dǎo)的光源裝置和內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。

背景技術(shù)

有多種光纖用于數(shù)據(jù)信號通訊，如將多個光纖集束在一起的光纖束，和直徑大于標準光纖的大直徑光纖。此外，例如，這種光纖在用于半導(dǎo)體晶片的曝光裝置中用作光導(dǎo)，用于將曝光光線引導(dǎo)至光出射部，從而將半導(dǎo)體晶片曝光于曝光光線(參見美國專利No.7,059,778，其同族為日本特開No.2003-322730)。在內(nèi)窺鏡的光源裝置中，用作光導(dǎo)的光纖將照明光引導(dǎo)至內(nèi)窺鏡的末端，從而照明病人的體腔(參見日本特開No.2000-199864)。

在如美國專利No.7,059,778所述將光纖用作光導(dǎo)用于引導(dǎo)曝光光線時，如果光在晶片上的輻射不均勻，則不能產(chǎn)生所需的抗蝕圖。在如日本特開No.2000-199864所述將光纖作為光導(dǎo)用于照明內(nèi)窺鏡時，如果光導(dǎo)引導(dǎo)的光具有不均勻的光強分布，同時由于內(nèi)窺鏡獲得的圖像的亮度也是不均勻的，這種光反映離開具有高反射率或不均勻表面的感興趣區(qū)域，則很難找到病變部。

一般來說，為了從光導(dǎo)中以均勻光強分布輻射光，需要增加形成光纖束的光纖數(shù)量。可選擇地或此外，在美國專利No.7,059,778中，在光線的光出射面上探測出射光的位置及其光強分布，根據(jù)探測結(jié)果控制光纖上入射光的光強分布。在日本特開No.2000-199864中，通過將光纖光入射端的方向移動至垂直于光軸的方向，使光纖出射光的光強分布在其直徑方向均勻化。

但是，在美國專利No.7,059,778中，需要探測出射光的位置或光強分布的裝置，或控制光強分布的裝置。在日本特開No.2000-199864中，需要移動光纖光入射端的裝置。在任一場合，為了均勻化光強分布，需要增加光導(dǎo)的規(guī)模和額外成本。

一般地，在光入射到有多種模式的光傳播的多模光纖中時，或光學(xué)連接有多模光纖時，由于需要穩(wěn)定多模光纖的入射光或連接，將光(激光)輸入或?qū)⒍嗄９饫w以一個不大于光纖數(shù)值孔徑(NA)的角度光學(xué)連接，該角度稱之為光纖受光角。因此，多模光纖中心部分的出射光具有比其外圍部分的出射光更高的光強。于是，多模光纖光出射面上的光強分布是不均勻的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是為了提供一種光導(dǎo)，光源裝置和內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，不需要增加裝置成本或規(guī)模就能實現(xiàn)出射光光強分布的均勻化。

為了達到以上目的和其他目的，本發(fā)明的光導(dǎo)包括第一多模光纖，第二多模光纖，和集束部件。光入射到第一多模光纖，使得第一多模光纖的出射光在第一多模光纖的直徑方向上具有中心部分高光強的凸光強分布。光入射到第二多模光纖，使得第二多模光纖的出射光在第二多模光纖的直徑方向上具有中心部分低光強的凹光強分布。集束部件至少將第一和第二多模光纖的光出射面?zhèn)燃孕纬晒饫w束的集束面。

優(yōu)選地，入射到第二多模光纖的光入射角大于入射到第一多模光纖的光入射角。優(yōu)選地，第一和第二多模光纖的每一個都具有受光角θ，第一多模光纖的光入射角不小于0°且不大于θ/2，第二多模光纖的光入射角不小于θ/2且不大于θ。

優(yōu)選地，第二多模光纖光入射面的傾斜角大于第一多模光纖光入射面的傾斜角。優(yōu)選地，第一和第二多模光纖的每一個都具有受光角θ，第一多模光纖的傾斜角不小于0°且不大于θ/2，第二多模光纖的傾斜角不小于θ/2且不大于θ。

優(yōu)選地，本發(fā)明的光導(dǎo)進一步包括與光纖束光學(xué)連接的第三多模光纖。第三多模光纖具有面向集束面的光入射面。該光入射面的直徑大于集束面的直徑。第一和第二多模光纖的出射光的光強分布在第三多模光纖中進一步均勻化。

優(yōu)選地，光導(dǎo)進一步包括用于第三多模光纖的散斑消減器，該散斑消減器消減第三多模光纖輸出的光的散斑。

優(yōu)選地，第一、第二和第三多模光纖的每一個的數(shù)值孔徑(NA)不小于0.2。光以不大于受光角的入射角入射第一多模光纖，且NA明顯小于0.2，以形成出射光的凸光強分布。另一方面，光以接近0.2的NA入射第二多模光纖，以形成出射光的凹光強分布。因此，本發(fā)明中，通過對光纖固有NA的充分利用而使光強分布均勻化。

優(yōu)選地，第一和第二多模光纖的總數(shù)不大于19。本發(fā)明使光強分布均勻化，而不像傳統(tǒng)裝置那樣使用數(shù)百根光纖。一般地，光強分布的均勻化比較困難，除非光纖直徑(光纖保護層的外徑)不小于10mm。另一方面，本發(fā)明即使第一和第二多模光纖每一個的直徑均不大于1mm，也可以使光強均勻化。