光纖內窺鏡有多細？為什么做這么細。

2025.11.06

光纖內窺鏡之所以能做得很細，核心秘密就在于它用來傳輸圖像的部件——傳像束。
我們可以通過一個簡單的對比來理解：
傳統硬管內窺鏡：像一根細長的望遠鏡，內部有多組復雜的透鏡。光在透鏡之間反復折射傳遞，透鏡本身有厚度，并且需要精密對齊和固定，所以很難做得很細。
光纖內窺鏡：它的核心不是透鏡，而是一束比頭發還細的、極其柔軟的玻璃纖維。

下面我們來詳細分解一下，光纖內窺鏡是如何實現“細”的：
1.核心原理：全反射與像素化傳像
光纖傳像束不是一根光纖，而是由數萬甚至數十萬根極其纖細的光纖規則排列捆扎而成的。
單根光纖的結構：每一根光纖都由兩部分組成：
1.纖芯：高折射率的玻璃中心。2.包層：包裹在纖芯外的、低折射率的玻璃層。
工作原理：全反射：當光從纖芯射向包層界面時，由于纖芯的折射率更高，光會被完全反射回纖芯內部。這樣，光就在光纖內部像“走Z字”一樣，經過無數次全反射，從一端傳到另一端，而幾乎不會有損失。
圖像如何在光纖內傳遞呢——像素化
傳像束一端的數萬根光纖，共同組成一個成像面。
每一根獨立的光纖，只能傳遞一個光點（圖像中的一個像素）。
這些光纖在兩端的位置是一一對應、規則排列的。
這樣，物體在傳像束前端成像面上形成的光像，就被分解成了數萬個獨立的光點。
每個光點通過對應的光纖獨立傳輸到另一端。
在另一端，所有光纖傳出的光點再重新組合，就還原出了前端的圖像。
可以把它想象成由數萬根微小的“光導管”組成的陣列，每根管子只負責傳遞一個點的光。
2.為什么這種結構可以做得非常細？
正是基于上述原理，光纖內窺鏡在“做細”方面有巨大優勢：
1.材料本身極細：單根光纖的直徑可以做到微米級別（比如10µm，約為人頭發直徑的1/6）。一束包含數萬根這種光纖的傳像束，其直徑也完全可以控制在12毫米以內。
2.無需復雜的內部透鏡組：與傳統硬鏡需要多個透鏡在物理空間上排列不同，光纖傳像束只是一個規則的纖維束。它通過物理原理（全反射）在纖維內部導光，而不是在自由空間中進行光學成像，因此省去了大量的物理空間。
3.高度集成化：
傳像束：負責傳輸圖像，是主體。
導光束：在傳像束周圍，還有另一束獨立的光纖，專門負責將外部光源發出的光導入到人體內部，為觀察區域提供照明。
這些纖維束可以非常緊湊地集成在一起，外面再包裹上柔軟的護套和操控機構，就形成了一根完整的內窺鏡。
為什么需要這么細？
具體來說，對“細”的追求主要基于以下三點：
適應微小空間：工業上直徑不足1毫米的細小孔道、精密零件內孔，只有足夠細的內窺鏡才能順利進入。
實現降本增效：在工業檢測中，則能避免對設備或零件造成拆卸破壞。節約拆卸的時間及成本。
提高靈活性與可達性：細且柔軟的光纖內窺鏡能夠彎曲，穿越復雜曲折的路徑，到達傳統器械難以觸及的區域。
總的來說，對“細”的極致追求，驅動著內窺鏡技術不斷突破，目標就是讓人類的視野能觸及以往無法到達的微觀世界，這對于工業發展有著至關重要的作用。

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