7.4. Üreges fényvezetők

Láthattuk, hogy a 2000 nm feletti hullámhossztartományon az optikai szálas fényvezetés nehezen járható út. A lézersebészet szempontjából nagy jelentőségű Er:YAG (2940 nm) és CO₂ (10600 nm) lézerek kedvező tulajdonságai nem engedhették meg, hogy a sebészek mellőzzék ezt az eszközt, ezért a flexibilis optikai szálak helyett elterjedtek a manipulátorkarok, melyek tükrös-lencsés szerkezettel váltották ki a teljes visszaverődésen alapuló technikát. Ezek nagy pontosságú, csapágyazott; tükrös rendszerek, melyek 5 vagy 7 tükröt tartalmaznak. A manipulátorkar előnye, hogy megőrzi a lézernyaláb tulajdonságait és nagy teljesítmények is kezelhetők vele. Azonban a tükrök nem megfelelő beállítása nagymértékben rontja a kézidarabból kilépő nyaláb tulajdonságait. A korszerű manipulátorkarok jól kiegyensúlyozottak, és könnyen irányíthatóak, nagy méretük miatt azonban csak külsőleg lehet használni őket, az endoszkópos alkalmazás egyelőre nem oldódott meg.

7.5. ábra  7 prizmatükörrel rendelkező manipulátor kar, a kézidarab fókuszáló optikát tartalmaz.

Az alapvető áttörés a fémtükrök és a totális reflexió alapú optikai szálak kedvező tulajdonságainak egyesítésében rejtőzött. A fémtükröknél széles hullámhossz tartományon, a beesési szögtől függetlenül létrejön reflexió, viszont a teljes viszaverődéshez viszonyítva jelentős a veszteség. Az OmniGuide Communication Inc. (OGCI) mérnökei cső alakba hajtogatták a tükröt, üreges magot alakítva ki. Ezzel az üreges optikai szállal olyan flexibilis eszközt kaptak, mellyel a szén-dioxid lézer távoli infravörös fénye is minimális csillapítással vezethető – új lehetőségek nyíltak meg a lézeralkalmazásokban. 2004 novemberében el is végezték az első műtétet, ahol üreges optikai szálat és szén-dioxid lézert alkalmaztak. Az eljárás során egy, a beteg légcsövét és gégéjét szinte teljesen elzáró daganatot távolítottak el. A műtét alatt az érzéstelenítő spray-n kívül nem volt szükség altatásra, és a beteg haza is mehetett a beavatkozás után. Az üreges optikai szálak előnyös tulajdonságai egyes jellemzők esetében túlmutatnak a hagyományos szilícium-dioxid alapú optikai szálak kedvező tulajdonságain. Egyszerű szerkezetűek, nagy energiasűrűség vezethető az optikai szál sérülése nélkül, beesési szögtől független jó reflexió jellemzi őket, a veszteségek kisebb mértékben érzékenyek a hullámhossz-változással szemben. Üreges optikai szálak alkalmazásával tehát nemcsak az alkalmazható hullámhossz-tartomány szélesedett ki, hanem nagyobb lézerintenzitások is vezethetővé váltak optikai szálon.