歯科無痛治療用高機能光伝送システムの実用化

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07558120
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 宮城 充信 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90006263)
• 研究分担者: 本郷 晃人 日立電線, アドバンスリサーチセンター, 研究リーダー ; 松浦 祐司 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10241530)
• キーワード: 誘電体内装中空導波路 / 中空導波路 / 赤外レーサー / エルビウムヤグレーザー / 歯科治療 / 有機樹脂

研究概要

本研究は歯科治療において従来の高速回転のドリルに代わって、エルビウムヤグレーザ光を用い、痛みのない治療システムを構築することを目的としている。このために、歯科無痛治療に要求されるフレキシブル伝送装置および固定曲り伝送装置、照明光伝送装置など、あらゆるタイプの光伝送装置を有機樹脂を内装した銀中空ガラス導波路を用いて実現することを目指した。本研究の特徴は、構造的にも安定であり大きな光エネルギーあるいは電力を伝送でき、かつ長期信頼性もあるという中空導波路を実現することにある。
1.エルビウムヤグレーザ光用中空導波路の実用化試験
前年度に引き続き、伝送装置の実用化のために、歯科治療器メーカと協力し、低損失化を含め実用化に伴う諸問題を明らかにし、その解決のための検討を行った。内径700ミクロン、長さ1.2mのポリイミド内装銀中空導波路を用いて動物実験を行い、無痛治療としての良好な結果を得た。
2.各種樹脂内装銀中空ガラス導波路の低損失化
ポリイミド内装導波路よりさらに低損失な導波路を実現するために、各種の樹脂を内装した導波路を製作しその評価を行った。耐熱性に優れ、赤外波長域における吸収の小さな、環状オレフィンポリマーを内装した導波路を製作し評価を行った結果、耐環境性、耐パワー性などにおいて、優れた特性を有することが明らかになった。
3.伝送システム用付加デバイスの開発
レーザ光を導波路へ光を効率よく入射させるためのレンズ付きテ-パ素子型入射結合装置を開発した。また、導波路から出射するビームを均一化するホモナイザを、赤外ファイバを利用することにより実現した。

研究成果

• [文献書誌] You Wang: "Simultaneous measurement of optical constans of dispersive material at visible and infrared wavelengths" Appl.Opt.36. 877-884 (1997)
• [文献書誌] Yuji Matsuura: "Hollow fiber beam delivery systems" Proc.Soc.Photo-Opt.Instrum.Eng.3092. 120-125 (1997)
• [文献書誌] Hajime Hiraga: "Lensed taper coupler for hollow waveguides" Proc.Soc.Photo-Opt.Instrum.Eng.2977. 47-50 (1997)
• [文献書誌] You Wang: "Fabrication of robust hollow waveguides devices for Er:YAG laser light" Proc.Soc.Photo-Opt.Instrum.Eng.2977. 36-40 (1997)
• [文献書誌] You Wang: "Thickness and uniformity of fluorocarbon polymer film dynamically coated inside silver hollow glass waveguides" Appl.Opt.36. 2886-2892 (1997)
• [文献書誌] Yuji Matsuura: "Silver halide fiber tip as a beam homogenizer for infared hollow waveguides" Opt.Lett.22. 1308-1310 (1997)
• [文献書誌] Yuji Matsuura: "Lensed-taper Iaunching coupler for small-bore,infrared hollow fibers" App.Opt.36. 7818-7821 (1997)
• [文献書誌] Yukio Abe: "Polymer-coated hollow fiber for CO2 laser delivery" Opt.Lett.23. 89-90 (1998)