на правах рекламы
Терапевтические операции, не сопряженные со значительным травматизмом, лечение заболеваний сердца, сосудов, онкологии – во всех перечисленных ситуациях функцию излучателя света или тепловой энергии выполняет рассеиватель на оптоволоконной основе. Чтобы устройство функционировало с максимальной эффективностью, нужно, чтобы излучение равномерно распределялось по длине волокна.
Специалистам ПНИПУ удалось создать математическую модель, позволяющую с высокой точностью провести расчеты для такого распределения.
Оптическое волокно в медицине
Оптическое волокно – технологичный материал, сформированный из тончайших нитей на основе стекла или модифицированного полимера, позволяющий передавать световое излучение на огромные дистанции. Это свойство делает его востребованным в линиях связи, телекоммуникационных комплексах, медицине.
Со структурной точки зрения, квазипериодический рассеиватель – это цепочка микроскопических пузырьков, полостей, внутри которых находится кислород. Образуется эта цепочка в центре оптического волокна в момент подачи искры плазмы.
Физики классифицируют это явление как “оптический пробой”. Цепочка характеризуется структурой, близкой к абсолютной периодичности, за счет чего обеспечивает разнонаправленное рассеивание светового потока. Интенсивность света, при этом, определяется габаритами, конфигурацией цепочки, расположение ее отдельных пузырьков.
Источник: https://lan-art.ru/vneshnij-opticheskij-kabel/
В большинстве ситуаций, оптический пробой классифицируется негативным явлением, провоцирующим разрушение оптоволокна, затрудняющим прохождение светового сигнала, либо делающим его невозможным. Для систем связи такое развитие событий критично.
Специалистам, однако, удалось определить и варианты, при которых оптический пробой – не проблема, а благо. Пример – медицина. Формирование квазипериодической структуры может быть использовано для лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы и онкологии, подсветки полостей при соответствующих операциях, снятия воспалительных процессов, борьбы с вирусами и бактериями.
Исследования ПНИПУ
Задача специалистов, решение которой поможет в полной мере раскрыть явление оптического пробоя – определение наиболее значимых параметров цепочки дефектов, влияющих на рассеивание светового потока. Специалисты ПНИПУ поделились математической моделью, прогнозирующей такие параметры, позволяющей рассчитать их быстро и с высокой точностью.
Спецификой исследований поделился Анатолий Перминов, заведующий кафедрой “Общая физика”. Специалисты изучили оптическое волокно типа SMF-28e, в центральной части которого имелись пузырьковые повреждения, определили, как изменяется интенсивность светового потока, выходящего сбоку, из-за разницы в расположении пузырьков, их габаритов, конфигурации.
Например, пузырьки, форма которых приближена к пистолетной пуле или эллипсу, дают максимальную интенсивность в начале цепочки дефектов, однако, ближе к концу – она сильна снижается. Пузырьки, диаметр которых немногим меньше середины оптоволокна, также дают неравномерное рассеивание. Наиболее эффективными оказались воздушные полости, диаметр которых существенно меньше середины, а конфигурация – близка к идеальной сфере.
Проведенные исследования однозначно будут оценены в медицине, помогут в разработке нового терапевтического оборудования, повысят эффективность используемых методов и инструментов. Совершенствование конструкции оптоволоконных рассеивателей должно помочь им лучше справляться с патологиями, в числе которых как внутренние воспалительные процессы, так и онкология.
