Abstract
In general. fiber-optic medical endoscopes are made from glass step index (SI) fibers. These endoscopes have limitations in both image quality and mechanical properties. In particular. the image resolution of the SI endoscopes is limited to about 5$\mu$m. In this study the image resolution of plastic graded index (GRIN) super-resolution image guides with pixel sizes from 7 to 2.5 $\mu$m were measured and compared with those of 91ass SI image guides. There is an improvement in resolution of the plastic GRIN image guides as the microfiber diameter is reduced from 7 $\mu$m to 2.5 $\mu$m. The measured resolution of plastic GRIN image guide with 2.5 $\mu$m microfibers is more than a factor of two higher than that of g1ass SI image guide with 5$\mu$m microfibers. This new design of optical systems could have a major impact on a wide array of future optical systems used in defense. industrial, and medical applications.
현재 의료용으로 사용되고 있는 광섬유를 이용한 내시경은 굴절률이 다른 두 가지 유리로써(Step Index SI) 제작되고 있다. 이와 같은 내시경은 취급에 주의하여야 하는 근본적인 재료상의 문제점 외에도 영상 가이드의 최고 분해능이 5$\mu$m으로 제약되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 플라스틱을 이용하여 고 영상 분해능($7\mu\;m\~2.5\mu$m)을 가진 미세 내시경(Ultrathin Endoscope)용 영상 가이드의 분해능을 측정하였다. 그 각각의 플라스틱 광섬유 굴절률은 광섬유 중심으로부터 외곽까지 점차 감소하는 특성 (Graded Index GRIN)을 가지고 있다. 플라스틱 GRIN 영상가이드의 분해능 측정 결과. 마이크로 광섬유의 지름이 작아질수록 그 분해능이 증가되었고, 유리를 이용한 SI 영상 가이드 분해능과의 비교 연구 결과, 2배의 분해능을 가진 (2.5$\mu$m) 플라스틱 GRIN 영상가이드 제작이 가능함을 보였다. 이와 같은 플라스틱 GRIN 광섬유 다발은 의료 분야뿐 아니라 국방 및 산업분야의 새로운 광학적 설계에 많은 영향을 줄 것으로 기대된다.
