MXPA99001665A - Aparato y metodo para acoplar luz de intensidadalta a una fibra optica de temperatura baja - Google Patents

Abstract

Un método y un aparato para acoplar luz de intensidad alta a una fibraóptica de temperatura de fusión baja que usa una fibraóptica de temperatura alta y de AN baja, un filtro espacial entre una fuente de luz de intensidad alta y una fibraóptica de temperatura de fusión o baja y de abertura numérica baja;la fuente de luz puede ser una lámpara de arco de intensidad alta o puede ser una fibraóptica de abertura numérica alta y, de temperatura de fusión alta que trasmita luz de una fuente de luz remota;el filtro espacial no solamente permite que se aleje la fibraóptica de temperatura de fusión baja del punto focal de la luz de intensidad alta, sino que también disipa los modos de transmisión de luz no guiados antes de que entren a la fibraóptica de temperatura baja;se puede colocar el filtro espacial entre el foco de una fuente de luz de intensidad alta y tina fibraóptica de temperatura de fusión alta, y se puede colocar alternativamente entre una fibraóptica de abertura numérica alta y de temperatura de fusión alta y una fibraóptica de temperatura baja y abertura numérica baja;la fuente de luz de intensidad alta puede ser una fuente directa enfocada a un sitio de menos de 2 mm o puede ser alternativamente de una segunda fibraóptica acoplada a una fuente de luz de intensidad alta;si la abertura numérica de la fibra receptora es menor que la del filtro espacial, se requiere una configuración espacial con un conector térmico metálico, si la intensidad de la luz es mayor que aproximadamente 400 mW/mm2.

Description

APARATO Y MÉTODO PARA ACOPLAR LUZ DE INTENSIDAD ALTA A UNA FIBRA ÓPTICA DE TEMPERATURA BAJA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere generalmente a sistemas de iluminación de intensidad alta y más particularmente se refiere a sistemas de transmisión óptica que usan guías de luz de fibra óptica para conducir fuentes de luz de intensidad alta y de temperatura alta. Más específicamente, esta invención se refiere a aparatos y métodos para acoplar la luz de una fuente de luz de intensidad alta a fibras ópticas de temperatura baja.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA En el campo de los sistemas de transmisión de fibra óptica, se sabe acerca del uso de fuentes de luz de intensidad alta y de salida térmica alta tal como, por ejemplo, lámparas de arco de mercurio, de arco de halogenuro de metal o de arco de xenón, las cuales tienen potencia de operación típica en el intervalo de 35 a 1000 watts. Véase la patente de E.U.A. No. 4,757,431, expedida el 12 de Julio de 1988 y cedida al mismo cesionario de la presente. Se usan estas fuentes de luz con una guía de luz de fibra óptica que puede consistir en una sola ) fibra o un haz de muchas fibras pequeñas . Los haces de fibras regulares constan típicamente de vidrio de temperatura de fusión baja, en contraste con la sílice o el cuarzo fundido para los cuales la temperatura de fusión es aproximadamente 1000 °C más alta. Tales sistemas tienen uso particular en aplicaciones médicas e industriales y se usan en conexión con instrumentos tales como endoscopios, animascopios y similares. El acoplamiento de luz de una fuente de luz de intensidad alta a una guía de luz requiere la condensación y el enfocamiento de la luz, y su concentración resulta en densidad de potencia alta en el punto focal . La elevación de temperatura en el punto focal depende del grado al cual se observe la luz . Los tamaños de sitio más grandes están asociados con una menor elevación de temperatura y un grado menor de absorción resultará en un incremento grande de temperatura. Para reducir la elevación de temperatura, se debe reducir la densidad de potencia asociada con tamaños de sitio más grandes. Para evitar que un haz de fibras se funda, se colocan típicamente filtros IR entre la fuente de luz y el haz . Conforme disminuye de tamaño el punto focal, se hacen necesarios materiales de temperatura de fusión más alta, tal como cuarzo. Como se indica en la patente de E.U.A. No. 4,757,431, existen métodos eficaces para enfocar la luz hasta un diámetro de 1 mm o más pequeño y suscitan la necesidad de potencia mucho más alta en el objetivo de la fibra óptica de lo que se encuentra en los sistemas de iluminación transmisores de luz a través de un haz de fibras.

Tales intensidades de potencia altas requieren que las guías de luz que constan de materiales con temperaturas de fusión más altas eviten la fusión de la fibra óptica en el punto del acoplamiento de la luz a la fibra. Esto aplica o a las guías de luz de fibra única o a los haces de fibras de diámetro pequeño (de 2 mm o más pequeño) . Las fibras ópticas hechas de cuarzo son costosas y es necesario que tales fibras ópticas se usen durante un período suficientemente prolongado para justificar su costo. En un ambiente quirúrgico, esto significa que se esterilicen tales fibras ópticas después de cada uso. Puesto que las técnicas de esterilización implican típicamente el uso de autoclaves o desinfectantes químicos de temperatura alta, se deben hacer guías de luz ópticas de fibra óptica para resistir el daño térmico y el daño por el uso de tales substancias químicas. Adicionalmente, las fibras de cuarzo son relativamente quebradizas y difíciles de doblar sin ruptura, requiriendo un grado alto de cuidado durante su manipulación. Aunque los haces de fibras de vidrio (por ejemplo borosilicato) regulares están hechos de materiales relativamente económicos, su rendimiento en la transmisión sobre tramos de fibras largos está limitado por la transmisividad de los materiales y la pérdidas en el apilamiento. Además, la temperatura de fusión baja del vidrio pone limitaciones sobre el haz de tamaño más pequeño que se puede acoplar a una fuente de luz de intensidad alta.

El acoplamiento de un dispositivo de fibra óptica, tal como un microendoscopio que tiene una abertura de iluminación de 2 mm o menos, a un haz de fibras transmisor de luz típico de 3 a 5 mm de diámetro es ineficaz y resulta en transmisión de luz ineficaz a un dispositivo óptico. La ineficiencia resulta de la desigualdad de área. La reducción del tamaño del haz de fibras para igualar al del dispositivo causa substanciales pérdidas de acoplamiento de la fuente, mientras el estrechamiento del enfoque de un haz de diámetro pequeño resulta en la fusión del haz. En general, el tamaño de la guía de luz acoplado a un dispositivo de fibra óptica debe igualarse al diámetro del dispositivo. Por consiguiente, para dispositivos de fibra óptica de diámetro pequeño (por ejemplo de menos de 2 mm) es necesaria una sola fibra de temperatura alta o un solo haz de fibras de temperatura alta. Las guías de luz de una sola fibra que tienen un diámetro de 1 mm o menos acopladas a una fuente de luz son más eficaces que un haz de tamaño similar ya que los haces tienen pérdidas inherentes del apilamiento. Puesto que las fibras de cuarzo o de vidrio únicas de más de 1 mm de diámetro son generalmente demasiado rígidas para su uso práctico, se usan típicamente haces de fibras para aplicaciones que requieren diámetros mayores que 1 mm. Aunque las fibras de cuarzo únicas y los haces de fibras de vidrio son útiles y eficaces para transmitir luz, no son la manera menos costosa de transmitir luz . Las fibras ópticas de plástico son tanto económicas como altamente flexibles, incluso a diámetros mayores que 1 mm. Según lo anterior, sería deseable usar estas fibras de plástico de costo bajo junto con fuentes }de luz de intensidad alta. Como los haces de vidrio, sin embargo, el plástico tiene una temperatura de fusión mucho más baja que el cuarzo. Por lo tanto, el uso de una fibra de plástico única para transmitir iluminación suficiente requiere un sistema intermedio de transmisión de luz entre la fibra de plástico y la fuente de luz. Un ejemplo de una aplicación, en la cual serían útiles las fibras de plástico de costo bajo o los haces de fibras de vidrio de diámetro pequeño y de costo más bajo, es el campo médico. El uso de las fibras de costo bajo permitiría que las guías de luz para instrumentos iluminados en medicina se vendieran como producto estéril de uso único, eliminando la necesidad de esterilización después de cada uso. El uso de pequeños haces acoplados a una sola fibra de cuarzo de intensidad alta permitiría que se fabricaran dispositivos más pequeños. Sin embargo, ni las fibras de plástico ni los haces de fibras de vidrio de diámetro pequeño pueden resistir la temperatura alta generada en el punto focal de una fuente de luz que es condensada y enfocada a un sitio pequeño de igual tamaño que el diámetro de tales guías de luz . La patente de E.U.A. No. 4,986,622 expedida el 22 de Enero de 1991, menciona una tentativa de la técnica anterior de resolver el problema y evitar el daño térmico a las fibras de plástico de temperatura baja. La patente '622 menciona un aparato transmisor de luz que se acopla a un haz de fibras ópticas de vidrio resistentes al calor en la salida de una fuente de luz de intensidad alta. El haz de fibras ópticas de vidrio se acopla después estrechamente de manera mecánica a un haz de fibras ópticas de plástico en un conector regular. La patente '622 requiere un ajuste mecánico del haz de fibras de vidrio al haz de fibras de plástico a fin de evitar la generación de una cantidad significante de calor en el punto de acoplamiento, que dañaría el haz de fibras de plástico. La patente '622 requiere que el diámetro del haz de vidrio sea menor o igual al diámetro del haz de plástico. Esto es para permitir que el cono de luz que emana del haz de vidrio se transmita al haz de plástico sin pérdida de luz. En la práctica, sin embargo, esto es eficaz solamente si hay también una especificación óptica con respecto al ángulo de cono de luz (es decir, la abertura numérica AN) para cada haz o fibra óptica y el espaciamiento entre ellos. La patente '622 no logra reconocer este requisito. Además, si el diámetro del haz de vidrio fuera significantemente más pequeño que el del haz de plástico, tendría lugar el daño térmico a la fibra de plástico a densidades de potencia más altas, si se acoplara una cantidad suficiente de luz de la fuente de luz. En el contexto de la patente ' 622 , parece que se usan haces típicos con diámetros de 3 ó 5 mm, ya que la conexión entre los haces de fibras de vidrio y de plástico es la que se encuentra típicamente en el equipo médico de iluminación. Tales conectores hacen uso de un acoplamiento de proximidad entre los haces de fibras con separación mínima en la unión y se basan en un ajuste de los diámetros relativos de los haces. Para densidades de potencia más altas, tales conectores causarían daño al haz de fibras de temperatura de fusión baja. Adicionalmente, la solución '622 es insuficiente para aumentar al máximo la salida de luz de la fibra de temperatura baja acoplada a una fibra única de temperatura alta que transmite luz desde una fuente de intensidad alta. Queda una necesidad de la técnica de mejoramiento de los métodos y los aparatos para acoplar luz de intensidad alta a fibras ópticas de temperatura de fusión alta.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención provee un método y un aparato para acoplar luz de intensidad alta a una fibra óptica de temperatura de fusión alta que usa una fibra óptica de temperatura alta de abertura numérica (AN) específica como filtro espacial entre una fuente de luz de intensidad alta (por lo menos de 400 m /mm ) y una fibra óptica de temperatura de fusión baja y de AN baja. El filtro espacial no solamente permite que se retire la fibra óptica de temperatura de fusión baja del punto focal de la luz de intensidad alta, sino que también disipa los modos no guiados de transmisión de luz antes de que entre a la fibra óptica de temperatura baja. Se puede colocar el filtro espacial entre el foco de la fuente de luz de intensidad alta y una fibra óptica de temperatura de fusión baja y se puede colocar alternativamente entre una fibra óptica de AN alta y de temperatura de fusión alta y una fibra óptica de temperatura baja y de AN baja. La fuente de luz de intensidad alta puede ser una fuente directa enfocada a un sitio de menos de 2 mm o alternativamente puede ser de una segunda fibra única acoplada a una fuente de luz de intensidad alta. Si la abertura numérica de la fibra receptora es menor que la del filtro espacial se requiere una configuración espaciada con un colector térmico mecánico si la intensidad de luz es más alta que aproximadamente 400 m /mm . Si las aberturas numéricas son iguales o la fibra receptora es más grande que la del filtro espacial, entonces el grado al cual se espacian entre sí las fibras y el requisito de colección térmica mecánica son dependientes de los diámetros relativos de las fibras, la longitud de onda de la luz y la densidad de potencia.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Se entenderá la presente invención más plenamente con la descripción detallada dada a continuación en la presente de los dibujos que acompañan, los cuales están dados a manera de ilustración solamente y los cuales no son limitantes de la presente invención, y en los cuales: la figura 1 es un diagrama ilustra el concepto general del filtro espacial de acuerdo con la presente invención; las figuras 2a-2c ilustran modalidades alternativas respectivas de la presente invención según se pone en práctica con un conector proximal ; la figura 3 es un diagrama de un sistema de iluminación de intensidad alta que se puede usar con la presente invención; la figura 4 es un diagrama que muestra una modalidad específica de un conector proximal para su uso en la presente invención; y la figura 5 muestra una modalidad alternativa de la presente invención en la cual se usa el filtro espacial para acoplar luz de una fibra óptica de AN alta a una fibra óptica de temperatura baja y de AN baja.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS En la figura 3, se muestra un ejemplo de una fuente de luz de intensidad alta tal como se contempla en la presente invención. El alojamiento 10 de la fuente de luz incluye una fuente de luz (típicamente, una lámpara de arco de intensidad alta tal como lámpara de arco de xenón o de mercurio o cualquier otra fuente de radiación electromagnética visible que se pueda enfocar a una densidad de potencia por lo menos de 400 mW/mm2) y un reflector cóncavo para recoger y condensar luz de la fuente sobre el extremo de entrada 4 de una fibra óptica 2. Se describe la operación del sistema de recogimiento y condensación en la patente de E.U. No. 4,757,431, anteriormente mencionada. Un bloque receptor 6 hecho de metal de conductividad térmica alta (es decir, de aluminio) está fijado a las paredes del alojamiento 10 para asegurar un conector 8 que contiene la fibra óptica 2, insertada al extremo 6a del bloque 6, al alojamiento. El alojamiento 10 contiene también una boquilla 9 que está asegurada al bloque 6 del extremo 6b. El conector 8 está asegurado al bloque 6 por medio de un mecanismo de trabadura 11. Un conmutador 54 con botón de presión está dispuesto en el bloque 6 para un botón de presión 58 que se provee para mantener cerrado el cerrador de la fuente de luz a fin de proteger los ojos del usuario de la luz de intensidad alta en ausencia de un conector 8 que esté presente. Los conectores 56 se conectan al sistema de circuitos para operar el cerrador cuando se oprime el botón de presión 58 en presencia del conector 8. La naturaleza del sistema de fuente de luz 33 es tal que se enfoca una densidad de flujo de luz muy alta sobre el área pequeña del extremo de entrada 4 de la fibra 2. El sitio de luz enfocado incluirá luz con ángulos de divergencia altos, lo cual causará que entre un número grande de modos de propagación a la fibra. Sin embargo, el número de modos que se puede propagar o guiar en la fibra está limitado por las características físicas de la fibra, incluyendo factores tales como la AN de la fibra y el radio del núcleo de la fibra. Debido al desajuste del área y del modo, solamente una fracción de la luz enfocada es admitida realmente por la fibra. La luz restante o es absorbida en el área que rodea el extremo de entrada de la fibra, causando la generación de una cantidad significante de calor, o entra la fibra en modos no guiados, que la fibra no puede propagar. La figura 1 ilustra un concepto general de la presente invención. Se enfoca la luz 82 de intensidad alta que contiene componentes con ángulos de divergencia altos según la sección corta de la fibra óptica resistente al calor hecha de un material de temperatura de fusión alta. Un ejemplo de tal fibra de temperatura de fusión alta es una fibra de cuarzo; sin embargo, se puede usar cualquier otro material adecuado de temperatura de fusión alta. La fibra 84 de temperatura alta está rodeada por un colector térmico 66 , que está hecho de material térmicamente conductor, por ejemplo metal. Una fibra 84 de temperatura alta puede resistir el calor generado por la luz que no entra a la fibra pero que es incidente sobre el área que rodea el extremo de entrada de la fibra. Adicionalmente, la sección de la fibra es suficientemente larga de tal manera que las funciones de la fibra como filtro espacial, en el cual se disipan completamente todos los modos no guiados de luz que entran al extremo de entrada de la fibra, dentro de la longitud de la fibra 84. Consecuentemente, la salida de la fibra 84 constará de modos guiados de luz que estarán acoplados solamente como modos guiados de la fibra óptica 80 de temperatura de fusión baja. La fibra óptica 80 está hecha de materiales tales como plástico o vidrio blando tal como borosilicato por ejemplo. Puesto que solamente los modos guiados están acoplados a la fibra 80 de temperatura baja, no hay generación de calor en exceso entre el extremo de salida en la fibra 84 y el extremo de entrada de la fibra 80. Idealmente, la abertura numérica de la fibra de temperatura alta debe ser igual o menor que la abertura numérica de la fibra de temperatura de fusión baja. Sin embargo, incluso si es más alta la abertura numérica de la fibra de temperatura alta, la filtración espacial de la luz de la fuente eliminará los modos de orden alto que se convertirían en calor. Dependiendo de la pureza y de la temperatura de fusión de la fibra de temperatura baja, pueden ser necesarias medidas adicionales para asegurar que no haya daño térmico. Las fibras plásticas tienen a menudo impurezas que absorben luz, causan fuga térmica. El efecto es más preceptible cuando la abertura numérica de la fibra de temperatura alta es mayor que la de la fibra de temperatura baja. Por ejemplo, a densidades de potencia altas, la luz que se absorbe presisamente dentro de la superficie de una fibra receptora de plástico puede causar la fusión y el ahuecamiento en forma de cráteres de la superficie de la fibra de plástico. Este efecto es más pronunciado cuando la AN dentro de la fibra de plástico es más baja que la AN de la fibra de temperatura alta. Se puede eliminar este efecto espaciando la fibras entre sí y proveyendo un colector térmico para alejar la energía térmica resultante. El espaciamiento real dependen de la densidad de potencia y de la AN. Por ejemplo, para una fibra de cuarzo con diámetro de 0.47 mm y con AN = 0.68 que transmite 2 watts de luz visible (de 410 nm a 650 nm) a una fibra de polimetacrilato con diámetro de 1 mm y con AN = 0.55, el espaciamiento requerido es por lo menos de 1.7 mm para evitar el daño térmico a la fibra de plástico. Con este espaciamiento, parte de la luz con ángulo más alto que sale de la fibra de temperatura alta se desvía de la abertura de la fibra de plástico, proveyendo así un medio adicional de filtración espacial . Con el mismo espaciamiento y una fibra de plástico con diámetro de 1.5 mm, la potencia total transmitida seráa dos veces la de la fibra de 1 mm. En ambos casos, la cantidad de luz transmitida a la fibra de plástico sin daño es considerablemente más grande de lo que es posible acoplando directamente a la fuente de luz. La configuración espaciada disminuye la intensidad de luz que incide sobre la superficie de la fibra y disminuye la probabilidad de alcanzar la fusión mínima, lo cual causaría daño térmico. El calor generado por la luz en exceso requiere el uso de un colector térmico.

El umbral de fusión de una fibra de plástico depende de la composición de la fibra y del nivel de impurezas. Los materiales que absorben las longitudes de onda de la luz transmitida del filtro espacial tienden a disminuir la cantidad de luz que se puede acoplar sin daño. Similarmente, si la AN del filtro espacial es más grande que la de la fibra receptora de plástico, se disminuye la eficacia de acoplamiento y se reduce así el umbral de daño para el mismo espaciamiento que cuando la AN del filtro espacial es menor que la de la fibra de plástico receptora. En contraste, la luz de acoplamiento de intensidad alta de una fibra única de cuarzo con AN de 0.68 a un haz de borosilicato de 1 mm con AN = 0.86 o 0.55 no requiere espaciamiento específico (el inicio requisito de espaciamiento es que se coloque la fibra única de modo que la luz llene solamente la abertura del haz) y puede resistir 2 watts de potencia de luz transmitida durante varias horas. Este resultado es fundamentalmente de la temperatura de fusión más alta del borosilicato en comparación con la del plástico. Se esperarían resultados similares con una fibra de borosilicato única (1 mm de diámetro) . Se debe tener cuidado para evitar la contaminación de la superficie de las fibras receptoras, ya que la degradación y la fuga térmica son sumamente probables debido a la absorción del contaminante. Las figuras 2a-2c ilustran varias modalidades específicas alternativas de la presente invención como se describen en conexión con la figura 1. La figura 2a ilustra una primera modalidad en la cual la conexión del filtro espacial a la fibra de temperatura de fusión baja está dentro de un conector 1 proximal, de tal manera que el uso de una fibra de temperatura alta no es aparante para el usuario. En la figura 4, se muestra un ejemplo de tal conector proximal . El conector 1 está formado de un tambor 3 , un collar 5 y un manguito protector 7 que protege el extremo de entrada 4 de la fibra óptica 84 cuando no está conectada al buje 9. El colector térmico 66 está en forma de un tubo de soporte de fibras. Se describen más detalles del conector 1 en la patente de E.U.A. No. 5,452,392 y no se repetirán en la presente. La figura 2b ilustra una segunda modalidad en la cual la fibra 80 de temperatura baja está fijada a un conector 86 separado que se puede insertar al conector 1. En esta modalidad, el conector 1 proximal es utilizable, mientras que la fibra 80 de temperatura baja es desechable. La figura 2c muestra una tercera posible modalidad en la cual la fibra 84 de temperatura alta se extiende afuera del conector 1 proximal y se acopla a una fibra 80 de temperatura baja a través de un conector 88 externo. En todas las tres modalidades, la conexión de fibra a fibra requiere una configuración espaciada y una colección térmica en la conexión cuando la fibra de temperatura de fusión baja está compuesta de plástico. Para las fibras de temperatura más alta tales como borosilicato, el espaciamiento es menos crítico.

La figura 5 muestra otra modalidad alternativa de la invención que incrementa la cantidad de luz que se puede transmitir a través de una fibra de plástico sin daño. Aunque la fibra de cuarzo con AN alta puede acoplar substancialmente más luz procedente de una fuente de arco que una fibra con AN más baja, la filtración espacial resultante es menos que óptima si la AN de la fibra receptora de temperatura de fusión baja es menor que la de la fibra de cuarzo. Se puede remediar esta situación ya sea ajustando la AN de la fibra de filtración espacial para que sea menor o igual a la AN de la fibra receptora de plástico de luz o incorporando una segunda fibra con AN igual o menor que la de la fibra de plástico como filtro espacial entre la fibra de cuarzo con AN alta y la fibra de plástico receptora. Esta configuración permite que se acoplen por lo menos el 50% más de luz a la fibra receptora de plástico que el acoplamiento directo sin tal filtro espacial. En la práctica, hay un límite al cual la filtración eliminará satisfactoriamente la fusión de la fibra de plástico, porque la absorción por calor se centra dentro de la fibra de plástico. Finalmente, el límite superior está determinado por la absorbencia de la fibra de temperatura de fusión baja, su pureza y la presencia de contaminantes en la interfaz entre las fibras. El aumento máximo de la intensidad de la luz transmitida de una fibra de plástico es dependiente de la densidad de potencia de la luz emitida por el filtro espacial, las características del colector térmico mecánico y la cantidad de espaciamiento entre las fibras. Generalmente, cuando la densidad de potencia excede 400 mW/mm2 se requiere una configuración espaciada y el conector debe ser capaz de funcionar como colector térmico. En la figura 5, se usa la fibra 84a de filtración espacial con AN baja para acoplar la luz de una fibra óptica 90 de temperatura alta y de AN alta a una fibra óptica 80 de temperatura alta y de AN baja. La relación óptima de las AN de sistema es ANfibra 90 > AN fibra 84a % ANfibra 80. La energía de luz de AN alta hecha salir por la fibra 90 no será propagada por el filtro espacial de AN baja sino que será disipada dentro de su longitud. El calor generado por tal disipación será conducido lejos de la fibra 84a del colector térmico 86. Solamente los modos guiados de AN baja serán hechos salir por la fibra 84a y acoplados a la fibra 80 de temperatura baja. Como tal, se puede mantener una operación a temperatura baja de la fibra 80. En comparación con la técnica anterior, la cantidad de luz que se puede acoplar a una fibra de plástico de temperatura de fusión baja es de 3 a 5 más grande. En las modalidades preferidas de la presente invención, las fibras ópticas son fibras de núcleo únicas con diámetro de 0.1 mm a 1.0 mm. Sin embargo, se pueden aplicar los principios de la invención igualmente a los haces de fibras ópticas . Habiéndose descrito así la invención, será evidente para los expertos en la técnica que se puede variar y modificar la misma de cualesquiera maneras sin desviarse del espíritu y del alcance de la invención. Se pretende que cualesquiera o todas las tales modificaciones estén incluidas dentro del alcance de la siguientes reivindicaciones .

Claims (17)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Aparato para acoplar luz de intensidad alta por lo menos de 400 mW/rmt? a una fibra óptica de temperatura fusión baja, que comprende: un filtro espacial compuesto de material de temperatura de fusión alta para recibir dicha luz de intensidad alta, disipar modos de luz no guiados dentro de la longitud de dicho filtro espacial y dar salida de manera substancial solamente a modos de luz guiados; un conector térmico en proximidad a dicho filtro espacial para absorber el calor generado por dicho filtro espacial y conducir dicho calor lejos de dicho filtro espacial; y una fibra óptica de temperatura de fusión baja para recibir de manera substancial solamente modos de luz guiados de dicho filtro espacial en una estoma de entrada del mismo, propagar dichos modos de luz guiados a lo largo de un cuerpo de dicha fibra óptica de temperatura de fusión baja y dar salida a dichos modos de luz guiados en un extremo de salida del mismo.

2.- Aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque dicho filtro espacial comprende una sola fibra óptica de cuarzo.

3.- Aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la abertura numérica de dicha fibra óptica de temperatura de fusión baja es igual o mayor que la abertura numérica de dicho filtro espacial.

4.- Aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque dicho filtro espacial recibe dicha luz de intensidad alta de una fuente de luz de intensidad alta.

5.- Aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque dicho filtro espacial recibe dicha luz de intensidad alta de una fibra óptica de AN alta.

6.- Aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque dicha fibra óptica de temperatura de fusión baja está hecha de material de borosilicato.

7.- Aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque dicho conector térmico está hecho de metal .

8.- Aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un conector fijado a dicha fibra óptica de temperatura de fusión baja para conectar dicha fibra óptica de temperatura de fusión baja a un sistema de fuente de luz que provee dicha luz de intensidad alta, estando ubicado dicho filtro espacial dentro de dicho conector.

9.- Aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un primer conector para su fijación de un extremo del mismo a un sistema de fuente de luz el cual provee dicha luz de intensidad alta, estando ubicado dicho filtro espacial dentro de dicho conector y estando acoplada dicha fibra óptica de temperatura de fusión baja a un segundo conector, estando insertado dicho segundo conector a dicho primer conector en un segundo extremo del mismo, para acoplar luz de dicho filtro espacial a dicha fibra óptica de temperatura de fusión baja.

10.- Aparato de acoplamiento de fibra óptica para 5 acoplar luz de intensidad alta por lo menos de 400 m /mm2 de un sistema de fuente de luz a una fibra óptica de temperatura de fusión baja, que comprende: un conector acoplado a dicha fibra óptica de temperatura de fusión baja para conectar dicha fibra óptica de temperatura de fusión baja a dicho sistema de fuente ¡LO de luz; un filtro espacial compuesto de material de temperatura de fusión alta, ubicado dentro de dicho conector entre dicho sistema de fuente de luz y dicha fibra óptica de temperatura de fusión baja, para recibir dicha luz de intensidad alta, disipar . modos de luz no guiados dentro de la longitud de dicho filtro 15 espacial y dar salida de manera substancial solamente a modos de luz guiados a dicha fibra óptica de temperatura de fusión baja.

11.- Aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque dicho filtro espacial comprende una 20 sola fibra óptica de cuarzo.

12.- Aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque dicho filtro espacial comprende una sola fibra óptica de cuarzo.

13. -Aparato de conformidad con la reivindicación 10, 25 caracterizado además porque dicho filtro espacial comprende una sola fibra óptica de cuarzo.

14.- Un método para acoplar luz intensidad alta por lo menos de 400 mW/mrrr a una fibra óptica de temperatura de fusión baja, que comprende los pasos de: proveer un filtro espacial compuesto de una sola fibra óptica de temperatura de fusión alta para recibir dicha luz de intensidad alta, disipar modos de luz no guiados dentro de la longitud de dicho filtro espacial y dar salida de manera substancial solamente a modos de luz guiados; proveer un colector térmico en proximidad a dicho filtro espacial para absorber el calor generado por dicho filtro espacial y conducir dicho calor lejos de dicho filtro espacial; y acoplar una fibra óptica en temperatura de fusión baja a dicho filtro espacial para recibir de manera substancial solamente modos de luz guiados de dicho filtro espacial de un extremo de entrada del mismo, propagar dichos modos de luz guiados a lo largo de un cuerpo de dicha fibra óptica de temperatura de fusión baja y dar salida a dichos modos de luz guiados en un extremo de salida del mismo.

15.- Aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque dicha fibra óptica de temperatura de fusión baja comprende un haz de una pluralidad de fibras ópticas de diámetro pequeño y de temperatura de fusión baja.

16.- Aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque dicha fibra óptica de temperatura de fusión baja está hecha de material plástico transmisor de luz.

17.- Aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque dicha fibra óptica de temperatura de fusión baja está hecha de material plástico transmisor de luz . RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un método y un aparato para acoplar luz de intensidad alta a una fibra óptica de temperatura de fusión baja que usa una fibra óptica de temperatura alta y de AN baja, un filtro espacial entre una fuente de luz de intensidad alta y una fibra óptica de temperatura de fusión baja y de abertura numérica baja; la fuente de luz puede ser una lámpara de arco de intensidad alta o puede ser una fibra óptica de abertura numérica alta y de temperatura de fusión alta que trasmita luz de una fuente de luz remota; el filtro espacial no solamente permite que se aleje la fibra óptica de temperatura de fusión baja del punto focal de la luz de intensidad alta, sino que también disipa los modos de transmisión de luz no guiados antes de que entren a la fibra óptica de temperatura baja; se puede colocar el filtro espacial entre el foco de una fuente de luz de intensidad alta y una fibra óptica de temperatura de fusión alta, y se puede colocar alternativamente entre una fibra óptica de abertura numérica alta y de temperatura de fusión alta y una fibra óptica de temperatura baja y abertura numérica baja; la fuente de luz de intensidad alta puede ser una fuente directa enfocada a un sitio de menos de 2 mm o puede ser alternativamente de una segunda fibra óptica acoplada a una fuente de luz de intensidad alta; si la abertura numérica de la fibra receptora es menor que la del filtro espacial, se requiere una configuración espacial con un conector térmico metálico, si la intensidad de la luz es mayor que aproximadamente 400 mW/mm . GC/amm*mvh P99/84F