91 / 102
MEDICAL 8 - Luglio/Agosto 2015
IX
FIBRE OTTICHE
momento che trasmettono bene la luce nel campo del
visibile e a lunghezze IR fino a 2,1 μm. Tuttavia, questo
tipo di fibra non si adatta bene a tutti i tipi di laser.
Il laser a C02 (10,6 μm) ed Er:YAG (2,9 μm) si stan-
no affermando in campo medicale, ma le fibre ottiche
con anima in silicio di tipo tradizionale non funziona-
no molto bene a causa dell’elevata atte-
nuazione. In sostituzione, è possibile uti-
lizzare le guide d’onda cave a base silicio
ottimizzate per tali lunghezze d’onda. Per
i laser a eccimeri, che emettono luce UV
a 308 nm, le fibre ottiche richiedono una
lavorazione o trattamento speciale per ga-
rantire una trasmissione buona e stabile.
Per i diversi tipi di laser e le specifiche ap-
plicazioni è pertanto importante scegliere
la fibra giusta.
Fibra ottica
Le fibre ottiche
multimodali a sal-
to d’indice con
anima in silicio
puro hanno di-
versi vantaggi sul-
le semplici fibre
per telecomuni-
cazioni.
Innanzitutto, la
fibra è in grado
di gestire potenze
elevate. Il grande
diametro dell’a-
nima, spesso >0,1
mm,
consente
alla fibra di trasmettere una quantità maggiore di luce.
L’elevata apertura numerica (NA) dà alla fibra un più
ampio angolo di acquisizione di luce consentendo in tal
modo ad una maggiore quantità di luce di essere convo-
gliata nella fibra. L’elevato rapporto anima-rivestimento
consente alla fibra di trasmettere la massima potenza lu-
minosa a parità di diametro dell’anima, conservando la
stessa flessibilità. Inoltre, la fibra è in grado di trasmet-
tere una maggiore potenza laser poiché il materiale a
base di silicio puro ha una temperatura di fusione e una
soglia di danneggiamento più elevate rispetto al silicio
drogato.
Un secondo vantaggio è rappresentato dal costo, grazie
alla quantità minima di materiali droganti utilizzati in
una fibra con anima di silicio puro. Inoltre, la fibra pos-
siede una resistenza meccanica e una flessibilità maggio-
ri. Le fibre vengono collaudate in linea fino a 150 kpsi e
possiedono un ridotto raggio di curvatura possiedo un
ridotto raggio di curvatura. Tra gli altri vantaggi vi sono
la facilità di terminazione e la possibilità di sterilizzare
le fibre utilizzando metodi standard tra cui autoclave ed
ETO.
La fibra di silicio con guai-
na in poliimmide indurito
e rivestimento o buffer in
silicone è comune nelle
applicazioni medicali. Il
poliimmide funziona a
temperature fino a 400°C.
Dal momento che questo
rivestimento è tenace e
sottile, la fibra rivestita in
poliimmide rappresenta
un’ottima scelta per i fasci
e spesso non richiede, nel-
la pratica, buffer o guaine
supplementari.
Come materiale per la
guaina, è possibile utiliz-
zare un polimero ottico
con un indice di rifra-
zione inferiore a quello
del silicio, questo au-
menta la resistenza mec-
canica della fibra, oltre
a facilitare un rapido se-
zionamento e una facile
terminazione in opera.
Il silicone ha una tempe-
ratura nominale elevata,
fino a 200 °C. Materiale
a base di gomma, il silicone rappresenta una soluzione
eccellente per le applicazioni che richiedono perdite
minime in micro-pieghe. I rivestimenti secondari
vengono normalmente estrusi sulla fibra per aumentare
la protezione meccanica dell›assieme. Materiali di uso
comune sono Tefzel, nylon e Teflon. Come fluoropoli-
meri, Tefzel e Teflon sono chimicamente inerti, mentre
il nylon viene spesso impiegato nei casi in cui la guaina
debba essere incollata al connettore.
Le fibre con guaina in polimero indurito [Hard Polymer
Clad Fibre (HPCF)] è molto utilizzata nelle applicazioni
medicali. Dal punto di vista della configurazione della
fibra, vi sono HPCF a singola guaina e HPCF a doppia
guaina. Alcuni esempi di HPCF a singola e a doppia
guaina sono riportati nelle figure 1 e 2, mentre gli esem-
pi di configurazione sono riportati nelle tabelle 1 e 2.
Fig. 1 – Struttura
delle fibre HPCF a
guaina singola
Fig. 2 – Struttura
delle fibre HPCF a
doppia guaina