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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Research on high-performance laser light transmission device without breakage for endoscopic surgery

Research Project

Project/Area Number 18K04293
Research InstitutionSendai National College of Technology

Principal Investigator

宮城 光信  仙台高等専門学校, その他, 名誉教授 (90006263)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岩井 克全  仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (10361130)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords中空ファイバ / 赤外レーザ光 / 先端機能デバイス
Outline of Annual Research Achievements

赤外レーザ光を用いる新しい手法である、大腸のポリープ除去治療では、大腸壁表面での水分にによる吸収が大きいため、大きなレーザパワーが必要であり、また内視鏡治療のためには半径15 mm程度の曲げに耐える伝送路が要求される。しかし、現存の伝送路では対応できない。本研究では、この目的も含め、体を全く傷をつけず、従来にない新規な「無侵襲」治療を実現するため、低出力でも優れた切開能力を有するEr:YAGレーザ光と、止血能力のある高出力CO2レーザ光を伝送可能な光学膜内装銀中空ステンレスファイバの導入を提案し、細径(内径0.3 mm)で急峻に曲げることができ、しかも破断のない、従来にない無侵襲志向の内視鏡用高信頼性中空ステンレスファイバシステムの実現を図った。
内径300 μmのステンレスチューブに研磨剤を用いて内面研磨した後に、銀膜ならびに低損失化ポリマーとしてArton膜を成膜することにより、赤外光を伝送するための細径中空ステンレスファイバ先端素子(長さ20 cm)の製作に成功した。Arton膜厚は、 約1.04 μmであり、最適膜厚の約1.36 μmより薄いが、CO2レーザ光伝送用として適した膜厚を成膜できた。曲げ半径15 mmで曲げても折れず、容易に曲げることができ、破断することがない。CO2レーザ光の波長10.6 μmにおいて直線状態で約2.5 dB、曲げ半径15 mm、180°曲げで約5.4 dBとなり、CO2レーザ光を低損失に伝送できることを確認した。直線状態のEr:YAGレーザ光伝送損失は約4.3 dB、緑色LD光伝送損失は約3.4 dBとなり、複数のレーザ光を伝送可能な細径中空ステンレスファイバ先端素子を実現した。

  • Research Products

    (5 results)

All 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Fabrication of 800-μm-bore hollow optical fibers based on completely non-fragile and flexible Ni-Ti tube for the infrared2021

    • Author(s)
      Iwai Katsumasa、Takaku Hiroyuki、Miyagi Mitsunobu、Shi Yi-Wei、Zhu Xiao-Song、Matsuura Yuji
    • Journal Title

      Proc. SPIE

      Volume: 11635 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1117/12.2576477

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fabrication of 800-μm-bore hollow optical fibers based on completely non-fragile and flexible Ni-Ti tube for the infrared2021

    • Author(s)
      K. Iwai, H. Takaku, M. Miyagi, Y. W. Shi, X. S. Zhu, Y. Matsuura
    • Organizer
      Photonics West 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Er:YAGレーザー光伝送用COP内装銀中空Ni-Tiファイバの伝送特性2021

    • Author(s)
      岩井 克全, 高久 裕之, 宮城 光信
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第41回年次大会
  • [Presentation] 内径533 μm銀中空Ni-Tiファイバの製作2020

    • Author(s)
      岩井 克全, 泉田 裕太郎, 高久 裕之, 宮城 光信
    • Organizer
      電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会
  • [Presentation] 内径320μm銀中空ファイバの製作法の改善2020

    • Author(s)
      岩井 克全, 高久 裕之, 宮城 光信
    • Organizer
      2020年度電気関係学会東北支部連合大会

URL: 

Published: 2021-12-27  

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