1.出色的照明性能
光纖是柔性和剛性光導(dǎo)的基礎(chǔ),由玻璃制成的光纖提供最高的光傳輸性能。玻璃具有極高的顯色指數(shù),這意味著進(jìn)出光纖或光導(dǎo)的光的波長變化非常小。這可以顯示出最逼真的顏色,醫(yī)生可以使用玻璃光導(dǎo)纖維忠實(shí)地觀察人體組織。玻璃纖維可以具有高達(dá)1的數(shù)值孔徑,允許更多的光進(jìn)入并沿著纖維傳播,從而產(chǎn)生更大的視場,并能夠用更小的光纖束照射更大的區(qū)域。相比之下,由于材料性能的限制,塑料光纖的數(shù)值孔徑最大只能達(dá)到0.5。
2.堅(jiān)固可彎曲
玻璃非常堅(jiān)固,但非常薄的玻璃會(huì)變得非常靈活。這兩種特性的結(jié)合意味著用于光導(dǎo)的玻璃纖維的直徑可以大到30微米(小于人類頭發(fā)厚度的一半)。這樣的小直徑使得能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)窺鏡中高度柔性移動(dòng)所需的緊密彎曲半徑。相反,非常薄的塑料光纖的直徑通常為500微米,在大多數(shù)情況下為1毫米(1000微米)或更大。在成像應(yīng)用中,單根玻璃纖維的直徑可以小到4微米,從而實(shí)現(xiàn)極高的像素分辨率。
這意味著可以將詳細(xì)、清晰的圖像從光纖束的一端傳輸?shù)搅硪欢?。與內(nèi)窺鏡或剛性光纖牙科光導(dǎo)一樣,光纖光導(dǎo)很容易在134攝氏度下進(jìn)行高壓滅菌或再加工。由特種玻璃制成的光纖比塑料光纖更靈活。它們具有明顯更高的彈性模量。
3.高溫穩(wěn)定
由于玻璃在高達(dá)350°C的溫度下保持穩(wěn)定,柔性玻璃光纖束或剛性光導(dǎo)可以輕松承受高達(dá)134°C的高壓滅菌環(huán)境。這使得玻璃成為可重復(fù)使用的儀器(如牙科儀器或需要清潔和消毒的內(nèi)窺鏡)中光傳輸?shù)睦硐脒x擇。含有塑料光纖的儀器不能進(jìn)行高壓滅菌,因?yàn)榇祟惞饫w通常只能承受高達(dá)80°C的溫度。
4.更多設(shè)計(jì)選項(xiàng)
由于玻璃纖維的直徑極小,大量的單根纖維可以裝入相對較小的纖維束中。這使得能夠用小的纖維束實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的幾何形狀。當(dāng)用作一次性內(nèi)窺鏡的光源時(shí),小直徑光纖可以以特定形狀定位在相機(jī)周圍,以減少相機(jī)過飽和。玻璃光纖束的使用還允許來自單個(gè)光源的光沿著幾個(gè)較小的分支傳輸?shù)蕉鄠€(gè)位置。玻璃光纖束可以將紅色、綠色和藍(lán)色LED光混合,在另一端產(chǎn)生均勻的白光。由于玻璃纖維非常薄,與較厚的聚合物纖維相比,更多的玻璃纖維可以放入相同直徑的纖維束中。光纖的數(shù)量越高,光輸出就越均勻。
5.優(yōu)異的耐化學(xué)性
由于玻璃具有很高的耐化學(xué)性,它不會(huì)與清潔劑、洗滌劑、酸、堿、溶劑或粘合劑發(fā)生反應(yīng)。這使得玻璃部件耐用且易于清潔。玻璃也是惰性的,這意味著沒有過敏反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)樗粫?huì)在體內(nèi)引發(fā)任何免疫反應(yīng)。塑料可以與多種化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),有時(shí)會(huì)在體內(nèi)引起免疫反應(yīng)。許多塑料不能用于低溫醫(yī)療器械加工,如等離子體滅菌,因?yàn)樗鼈儠?huì)與此類工藝中使用的過氧化氫發(fā)生反應(yīng)。