Development of fiber optic probes and a dual wavelength laser system for medical applications
Medikal uygulamalar için fiber optik problar ve ikili dalgaboylu lazer sistemi geliştirilmesi
- Tez No: 414105
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. BÜLEND ORTAÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Optik fiberler, lazer enerjisini doğrusal olmayan bir şekilde taşıyabilmeleri, düşük optik kayıp ve ışığı farklı şekillerde yayabilmeleri gibi özellikleri dolayısıyla yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu avantajlı özelliklerinden dolayı telekomünikasyon, görüntüleme, lazer rezanatör sistemleri ve medikal uygulamalarda tercih edilmektedir. Optik fiberler, esnek bir yapıya sahip olmaları, çaplarının küçük olması, lazer enerjisini vücut içerisinde bulunan hedef dokulara rahatlıkla ulaştırabilmeleri dolayısıyla tıbbi uygulamalarda kullanılmaktadır. Ayrıca, uç geometrileri değiştirilerek, lazer enerjisinin dağılımı farklı şekillerde elde edilebilir. Bu çalışmada, düz-uç, yan-atım, radyal, çiftli radyal ve dağıtıcı uçlu optik problar mekanik zımparalama ve CO2 lazer cilalama teknikleri ile geliştirilmiştir. Geliştirilen problar, ışın teorisi, Zemax analizleri, üretilme teknikleri ve ışık dağılım ölçümleri ile incelenmiştir. Böylece, fiberlerin uzaysal dağılım profilleri optimize edilmiştir. Farklı uç geometrisine sahip her bir fiber prob için farklı bir uygulama alanı vardır. Dağıtıcı fiber uçlarının, fiber lazer sistemlerinde kılıf ışığı sıyırıcısı olarak kullanılması bu alanlardan biridir. Kılıfta ilerleyen ışık, kılıf ışığı sıyırıcısı tarafından çıkarılarak lazer ışık kalitesi yükseltilmiş olur. Diğer bir taraftan, düz uç, radyal ve çiftli radyal uçlu problar yaygın bir hastalık olan varis tedavisinde, diğer bir deyişle, endovenöz lazer ablasyonunda (EVLA) kullanılırlar. ABD'de kadınların %25'i ve erkeklerin %15'i bu hastalığa yakalanmaktadır. EVLA operasyonunda kullanılmak üzere, ikili dalga boyunda, hem sürekli hem de atımlı dalga boyunda çalışabilen bir lazer sistemi tasarlanmış; spektrum, güç ve atım özellikleri karakterize edilmiştir. Varis tedavisinde kullanılmak üzere hem radyal fiber probu hem de ikili dalga boylu lazer sistemi bir araya getirilmiştir. Sonuç olarak, farklı uzaysal dağılıma sahip fiber optik problar tasarlanmış, geliştirilmiş ve karakterize edilmiştir ve iki farklı alan olan kılıf ışığı sıyırıcısı olarak fiber lazer sisteminde; fiber prob olarak ikili dalga boyuna sahip bir medikal lazer sisteminde kullanılmıştır.
Özet (Çeviri)
Optical fibers have been widely used in the past several decades due to their characteristics, such as laser energy transmission, low optical loss and different beam shape. These features make them advantegous for different applications in a number of fields such as telecommunication, imaging, laser cavity systems and medical applications. Fiber optic probes were developed to use optical fiber systems in medicine since they are flexible, small in diameter, easy to use and they transmit the laser energy through the target tissue of the body without any additional optical alignment. The tip geometry of the fiber optic probes can be changed so that the laser radiation is emitted with different shapes. Flat-ended, side-firing, radial, double radial and diffusing fiber optic probes, having different beam shapes, were developed by using mechanical polishing and also, CO2 laser polishing technique was demonstrated for fining radial fiber tips for the first time throughout this study. The probes were analyzed in terms of ray tracing, Zemax modelling, fabrication and light deflection. As a result, the spatial distribution of the fabricated probes were optimized. Different beam shapes originating from each fiber optic probe can serve for specific purposes. One of them is to use the diffusing probe as a cladding light stripper (CLS) in the fiber laser cavity since it improves the beam quality of the fiber laser. On the other hand, endovenous laser ablation (EVLA) is one of the operations that, radial and double radial probes are preferred for ablating the varicose vein reflux, which is a common disease seen in 25% of women and 15% of men in the USA. A dual-wavelength medical laser system (980nm-1470nm), operating both at continuous wave (cw) and pulsed wave (pw), was also developed and characterized in terms of spectrum, power and pulse duration. A whole medical laser system consisting of the home-made radial fiber optic probe and the dual-wavelength medical laser system was assembled. In conclusion, design, development and characterization of the fiber optic probes having different beam shapes were performed and two different applications, namely CLS and a dual-wavelength medical laser system, were presented.
Benzer Tezler
- Yüksek hızlı atomik kuvvet mikroskobu (YH-AKM) geliştirilmesi ve çeşitli uygulamaları
Development of high speed atomic force microscopy and its applications
ÜMİT ÇELİK
Doktora
Türkçe
2017
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN ÖZGÜR ÖZER
- Mikrodalganın hacim içerisinde dağılımının sıcaklık profiline etkisinin incelenmesi
Investigation of the microwave distribution in the volume on the temperature profile
DEMET BÜYÜKKOYUNCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEYHAN UYGUR ONBAŞIOĞLU
- Konjuge 7,8 dioksa[6]helisenlerin sentezi ve floresans özellikleri
The synthesis of 7,8 dioxa[6]helicenes and florescence properties
BURCU YEĞİNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE NACİYE TALINLI
- Ağır metal iyonlarının tayini için optik sensörlerin geliştirilmesi
Development of optical sensors for determination of heavy metal ions
FERDA DONDURMACIOĞLU