專利名稱:用于激光工具的金剛石窗部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用于激光工具的金剛石窗部件。一些實施例涉及激光醫(yī)用探針。
背景技術(shù):
已知用金剛石作為激光工具中的窗材料。將金剛石作為窗材料是有用的,因為它對紅外線波長的吸收低,從而能夠傳送高功率的激光束。一種這類用途是用在醫(yī)用激光探針中,該醫(yī)用激光探針包括光纖,用于傳送激光束至待執(zhí)行外科手術(shù)的體內(nèi)某點。例如,JP9028715、JP5095962、US4170997以及US6104853披露了使用金剛石作為窗材料放置在醫(yī)用激光探針的端部中。醫(yī)用激光探針可以用來執(zhí)行例如包括切割和/或消融組織的外科手術(shù)。使用激光而不是標(biāo)準(zhǔn)切割工具的有利之處是組織被燒灼,減少了失血并增加了愈合速度。對于這種用途,對比其它可能的窗材料,金剛石所具有的其它有利之處是機(jī)械強(qiáng)度大,具有惰性和生物相容性。針對其期望的使用場合,許多激光工具的尺寸必須相對地小。例如,在醫(yī)用裝置領(lǐng)域中,激光工具的一種用途是治療前列腺,尤其是治療良性前列腺增生(BPH)。BHP是常見病,指的是前列腺隨著年齡而變大,使得前列腺尿道關(guān)閉。為了治療該病,可以在前列腺尿道內(nèi)放置側(cè)燒式(lateral firing)激光工具,以便對著前列腺的壁引導(dǎo)激光束來移除梗阻的前列腺組織。這種工具的示例在US5322507、US2009/0287197和US2009/0287199中得以描述。這些文獻(xiàn)中的每一篇都披露了激光工具,其包括:用于傳送激光束的光纖;以及具有管狀本體形式的端部件,所述管狀本體限定出內(nèi)通道和孔,激光束可以通過該孔從管狀本體出來至要求治療的部位。這些文獻(xiàn)沒有披露金剛石窗。本發(fā)明的發(fā)明者已經(jīng)想到在結(jié)構(gòu)上與US5322507、US2009/0287197和US2009/0287199中所描述的類似的裝置中使用金剛石窗。然而,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)金剛石窗有從裝置脫離結(jié)合的趨勢。類似的問題還會發(fā)生在JP9028715、JP5095962、US4170997和US6014853中描述的那種類型裝置中,其中,金剛石窗被放置在管狀本體的端部中,而不是放置在管狀本體的側(cè)面中。如果在醫(yī)用裝置正在使用時發(fā)生脫離結(jié)合/剝離(delamination)的話,這會是非常危險的,因為本來非常堅固的金剛石窗會割裂周圍的組織。然后,會需要更具侵入性的手術(shù)將金剛石窗移除,并修復(fù)由該窗造成的損傷。本發(fā)明的一些實施例的目的在于解決上述問題。具體而言,本發(fā)明的一些實施例要設(shè)法提供穩(wěn)定的、可靠的激光工具,具有延長的使用壽命,且可以做成小尺寸。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明者已查出,在金剛石窗和與其結(jié)合的管狀本體之間的熱力不匹配(thermal mismatch)是導(dǎo)致金剛石窗脫離結(jié)合的問題所在。已經(jīng)發(fā)現(xiàn),激光工具的小的尖端部在操作期間變得非常熱。已觀察到大約200°C的溫度。要求相對小的能量使溫度快速地增加的尖端部的小尺寸加劇了這種加熱效應(yīng) 。溫度的增加導(dǎo)致金剛石窗和管狀本體以不同的速度膨脹,從而在金剛石窗和管狀本體之間的接合部產(chǎn)生應(yīng)力。這是因為,金剛石的熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)比用來形成管狀本體的標(biāo)準(zhǔn)材料(例如不銹鋼)低。如果應(yīng)力變得過大,接合部失效,金剛石窗便從管狀本體脫離結(jié)合。使用時重復(fù)的加熱和冷卻會加劇該問題。此外,在幾次使用期間對設(shè)備進(jìn)行高壓滅菌給設(shè)備消毒也會加劇該問題。如果利用任何熱處理步驟的話,類似的問題還會發(fā)生在部件的制造期間。例如,如果金剛石窗被焊接或者硬釬焊至管狀本體,因熱膨脹系數(shù)的不匹配而在部件冷卻期間產(chǎn)生的應(yīng)力會導(dǎo)致金剛石窗脫離結(jié)合。一種緩解一些上述問題的方式是提供充分冷卻系統(tǒng)來防止尖端部加熱過快或者變得過熱。然而,有效冷卻系統(tǒng)的加入會增加裝置的尺寸和復(fù)雜性,這是不期望的。另一種可能性是在金剛石窗和管狀本體之間設(shè)置撓性接合。然而,撓性結(jié)合(例如聚合物粘合劑)在使用期間易受熔融和燃燒影響,并且不適合高溫滅菌。解決上述問題的另一種可能性是用熱膨脹系數(shù)相比標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)用級不銹鋼而言與金剛石更加接近的材料來制造管狀本體。在這點上,不銹鋼在20°c時的線性熱膨脹系數(shù)α大約為該值隨著不銹鋼的特定組成而變化)。金剛石在20°C時的線性熱膨脹系數(shù)α為1.1XlO-6K'因此,期望從例如鈦(其在20°C時的線性熱膨脹系數(shù)α為8.6 X KT6IT1)的材料制造出管狀本體來緩解金剛石窗剝離的問題。然而,在實踐中,發(fā)現(xiàn)這并不能解決問題。本發(fā)明的發(fā)明者已查出,與鈦管狀本體布置相關(guān)的問題在于鈦的相對差的導(dǎo)熱率。鈦在20°C時的導(dǎo)熱率大約為ZlWnT1K'如果熱不能從金剛石窗導(dǎo)走,那么在激光工具的尖端圍繞金剛石窗聚集起來的熱被加劇。因此,即使鈦和金剛石的熱膨脹系數(shù)匹配度更好,但是這個優(yōu)點因在使用時鈦的導(dǎo)熱率差讓溫度快速大量增加而被抵消。一種解決上述問題 的可能方式是對管狀本體使用導(dǎo)熱率非常高的材料(例如銀,其在20°C時的導(dǎo)熱率為4291111- -1,或者銅,其在20°C時的導(dǎo)熱率為39311^ -1 )。然而,已經(jīng)發(fā)現(xiàn),即使在金剛石窗周圍聚集起來的局部熱量可以通過使用這種材料而減少,但是這些材料的熱膨脹系數(shù)過大(銀在20°C時的熱膨脹系數(shù)為19.5X KT6IT1,銅在20°C時的熱膨脹系數(shù)為16.6X KT6IT1X因此,溫度增加雖然更低并更慢,卻仍足以對金剛石窗產(chǎn)生充分的應(yīng)力以使其從管狀本體脫離結(jié)合。根據(jù)以上,本發(fā)明的發(fā)明者已發(fā)現(xiàn),為了解決金剛石窗剝離的問題,與金剛石窗結(jié)合的管狀本體必須由熱膨脹系數(shù)相對低且導(dǎo)熱率相對高的材料制成。如此,本發(fā)明的一個方面在于提供一種用于激光工具的部件,該部件包括:管狀本體,該管狀本體限定出內(nèi)通道和孔;以及窗,所述窗越過孔布置,并圍繞所述孔與所述管狀本體結(jié)合,其中,所述窗是金剛石的,并且其中,所述管狀本體包括線性熱膨脹系數(shù)α在20°C時為HXKT6ITi或更小而導(dǎo)熱率在20°c時為eown^r1或更大的材料。根據(jù)本發(fā)明的第二個方面,部件被附接至用于傳送激光束的光纖的端部。這種工具可以被并入用于醫(yī)學(xué)應(yīng)用場合(例如對前列腺進(jìn)行激光治療)的導(dǎo)管中。有利地,線性熱膨脹系數(shù)α為12X ΙΟΙ—1或更小、10X ΙΟ —1或更小、8X ΙΟ —1或更小、6 X KT6IT1或更小、或者4 X KT6IT1或更小。
有力地,導(dǎo)熱率為eown^r1或更大、SOWnr1Ir1或更大、IOOWnr1Ir1或更大、UOWnr1Ir1或更大、或者HOWnr1Ir1或更大。管狀本體可以由至少50%的低熱膨脹系數(shù)/高導(dǎo)熱率的材料形成。更優(yōu)選地,管狀本體由至少70%的所述材料形成、由至少80%的所述材料形成、由至少90%的所述材料形成、或者由至少95%的所述材料形成。材料可以是金屬、合金、陶瓷或者復(fù)合材料。這種材料的示例包括鑰、鉻、鶴、鎳、錯、釕、碳化娃(SiC)、碳化鶴(WC)、氮化招(A1N)、鑰合金,例如鈦鋯鑰(TZM)、以及鎢合金,例如鎢鎳鐵(WNiFe)和鎢鎳銅(WNiCu)。另一種可能性是從金剛石材料(例如多晶CVD金剛石)制造管狀本體。已發(fā)現(xiàn)鑰是尤其有用的,因為它可以被容易地制造成管狀本體,具有5X KT6IT1的低熱膨脹系數(shù),并具有HAWnT1K-1的相對高的導(dǎo)熱率。對于醫(yī)學(xué)應(yīng)用場合,管狀本體可以涂覆有生物相容性材料。一種合適的生物相容性材料是金。金剛石可以是單晶金剛石或者多晶金剛石。此外,金剛石可以是CVD金剛石材料、HPHT金剛石材料或者天然金剛石。優(yōu)選地,金剛石材料應(yīng)該是光學(xué)級金剛石材料,在激光工具的操作波長下的吸收系數(shù)β可以小于等于0.1cm'更優(yōu)選地小于等于Ο.ΟδοπΓ1。示例性操作波長為532nm。然而,由于金剛石材料的低吸收跨越光譜的紅外線和可見光區(qū)域,可以利用其它的操作波長。例如,可以利用波長為10.6μπι的CO2激光。除了金剛石窗從管狀本體脫離結(jié)合的問題之外,本發(fā)明的發(fā)明者還發(fā)現(xiàn)了另一個與激光工具金剛石窗的過分加熱相關(guān)聯(lián)的問題。如在US4170997中提及地,金剛石具有高的反射率。因此,US4170997教導(dǎo)說,對金剛石窗施加抗反射涂層是有利的,以便使透光率最大化。該涂層可以被施加在金剛石窗的一側(cè)或者兩側(cè)上。確實,眾所周知在對其它光學(xué)應(yīng)用場合使用金剛石作為窗材料時使用這種抗反射涂層是有利的。然而,當(dāng)用在小的裝置(例如醫(yī)用探針)中時,本發(fā)明的發(fā)明者已發(fā)現(xiàn)操作期間的加熱會導(dǎo)致抗反射涂層的剝離??狗瓷渫繉拥膭冸x會導(dǎo)致在窗材料中形成熱點,并導(dǎo)致窗可能碎裂。因此,對于小的裝置,有利的是使用沒有抗反射涂層的金剛石窗。有利地,金剛石窗在圍繞孔的區(qū)域中在內(nèi)表面上設(shè)有鍍金屬涂層。這種涂層有助于金剛石窗與管狀本體之間的結(jié)合。優(yōu)選的鍍金屬涂層包括例如鈦的碳化物形成材料的層、例如鉬的惰性阻擋層、以及金屬層,該金屬層例如為金,以便與管狀本體的金軟釬焊接或硬釬焊接。鈦提供了與金剛石的良好結(jié)合,在界面處與金剛石形成鈦碳化物。金提供了與管狀本體的良好結(jié)合。鉬用作金和鈦之間的惰性防護(hù)物??梢栽阱兘饘偻繉雍凸軤畋倔w之間設(shè)置硬釬焊料接合部(braze join)。硬釬焊料接合部可以包括金,或者可以包括銅和銀。已發(fā)現(xiàn)銅和銀的硬釬焊料是特別有利的,因為它在金剛石窗與管狀本體之間提供了非常好的熱接觸。管狀本體可以被選擇成根據(jù)其期望用途而具有各種可能的形狀。對于許多應(yīng)用場合,圓形或者卵形的橫截面形狀將是合適的。如之前描述地,本發(fā)明對小部件而言是特別有用的。因此,管狀本體的最大外直徑可以是IOmm或更小、7mm或更小、5mm或更小、3.5mm或更小、3.0mm或更小、或者2.6mm或更小。術(shù)語“最大外直徑”就是當(dāng)管狀本體具有圓形橫截面時的直徑。當(dāng)管狀本體具有非圓形的橫截面時,例如卵形的橫截面,那么最大外直徑指的是在與管狀本體的縱向軸線垂直的方向上跨 越橫截面的最大距離。還需指出的是,在本發(fā)明的上下文中,如傳統(tǒng)地對管狀本體的情況而言,管狀本體的長度大于其外直徑。
管狀本體的壁厚度可以是0.5謹(jǐn)至2.5謹(jǐn)、0.5謹(jǐn)至2.Ctam、0.5謹(jǐn)至1.5謹(jǐn)、0.7mm至1.2mm、或者0.8mm至1.0mm。此外,管狀本體的內(nèi)直徑可以是0.2mm至8mm、0.3mm至6mm、
0.35mm 至 4mm、0.4mm 至 2.0mm、或者 0.4mm 至 1.0mm、或者 0.5mm 至 0.8mm。已發(fā)現(xiàn)金剛石窗的脫離結(jié)合對于如此小的管狀本體而言是成問題的,除非金剛石窗用根據(jù)本發(fā)明的材料構(gòu)造。類似的也適用于金剛石窗。也就是說,本發(fā)明在應(yīng)用于更容易受加熱影響的小金剛石窗時是尤其有用的。因此,金剛石窗的厚度可以具有以下范圍:0.1mm至0.5mm、0.1mm至0.3mm、0.1mm至0.2mm、或者0.1mm至0.2mm。另外,金剛石窗可以具有的最長尺寸范圍是:1.0mm 至 10.0mm> 1.0mm 至 8.0mm> 1.5mm 至 5.0mm> 或者 2.5mm 至 3.5mm。此外,金剛石窗可以具有的寬度范圍 是:1.0mm至5.0mm> 1.0mm至3.0mm、或者1.5mm至2.5mm。管狀本體的孔可以設(shè)置在管狀本體的端部中或者側(cè)壁中。側(cè)壁孔對要求側(cè)燒式激光裝置以例如用來治療良性前列腺增生的應(yīng)用場合而言是有用的。在這種側(cè)燒式裝置中,管狀本體可以具有關(guān)閉的端部。對于醫(yī)學(xué)應(yīng)用場合可以設(shè)置平滑的端蓋,從而有助于將裝置插入身體內(nèi)。裝置可以具有內(nèi)部反射器,用來沿橫向方向偏轉(zhuǎn)激光?;蛘?,可以使用側(cè)燒式光纖。有利地,孔是長形的,具有沿著管狀本體長度延伸的最長尺寸。這將允許被放置在管狀本體內(nèi)的光纖的縱向位置的微小變化。長形的金剛石窗可以被設(shè)置用于覆蓋這種長形的孔。如此,被附接至光纖的部件的微小變化是被容許的。例如,孔可以具有的長度范圍是1.0至8.0mm、1.0至5.0mm、或者1.0至3.0mm。另外,孔可以具有的寬度范圍是0.5至
5.0mm、0.5 至 3.0mm、或者 0.5 至 2.0mm。在金剛石窗和管狀本體的側(cè)壁之間的圍繞孔的重疊部分可以為0.2mm至1.0mm,
0.3mm至0.8mm、0.35mm至0.6mm或者更優(yōu)選地0.4mm至0.5mm。金剛石窗和孔之間的相對尺寸被選擇成實現(xiàn)在金剛石窗與管狀本體之間的圍繞所述孔的可靠結(jié)合,并提供在金剛石窗與管狀本體之間的最優(yōu)熱接觸。本發(fā)明的發(fā)明者已認(rèn)知的另一個問題是金剛石窗具有非常尖銳的邊緣,導(dǎo)致在醫(yī)學(xué)應(yīng)用期間的裂傷。如此,已發(fā)現(xiàn)有利的是,將孔設(shè)置在管狀本體的側(cè)壁中的凹槽內(nèi),并將金剛石窗跨越孔定位在凹槽中,金剛石窗的面積小于凹槽的面積但大于孔的面積。這種布置確保了金剛石窗跨越整個孔延伸,同時完全地定位在凹槽內(nèi),使得沒有尖銳的邊緣從管狀本體突出。為了進(jìn)一步排除金剛石邊緣切入病人的可能性,金剛石窗的一個或者多個邊緣被削邊(chamfered),從而這些邊緣與管狀本體的壁齊平。優(yōu)選地,金剛石窗圍繞孔與管狀本體結(jié)合,以便在孔的四周形成密封。這將放置流體或者其它碎屑進(jìn)入管狀本體中并弄臟光纖。
為了更好地理解本發(fā)明,并展示本發(fā)明是如何起作用的,現(xiàn)將參照附圖僅以示例的方式描述本發(fā)明的實施例,在附圖中:圖1是示出了用于根據(jù)本發(fā)明的實施例的激光工具的金剛石窗部件的透視圖;圖2是示出了用于根據(jù)本發(fā)明的實施例的激光工具的金剛石窗部件的主視圖;圖3是示出了用于根據(jù)本發(fā)明的實施例的激光工具的金剛石窗部件的側(cè)視圖4是示出了用于根據(jù)本發(fā)明的實施例的激光工具的金剛石窗部件的側(cè)橫截面圖;圖5是示出了用于根據(jù)本發(fā)明的實施例的激光工具的金剛石窗部件的端橫截面圖;圖6展示用于激光工具的金剛石窗部件的一部分,示出了在金剛石窗和管狀本體之間的結(jié)合布置。
具體實施例方式圖1至圖6示出了用于激光工具(例如用于治療良性前列腺增生的醫(yī)用探針)的金剛石窗部件的各個視圖。所述部件包括管狀本體2和金剛石窗4。管狀本體4包括長形的中空管6、以及端蓋8。金剛石窗4被放置在長形的中空管6的側(cè)壁中的凹槽10內(nèi)???2被設(shè)置在長形的中空管6的側(cè)壁中在金剛石窗4的下方,從而允許激光從長形的中空管6中的內(nèi)通道14通過金剛石窗4出來。管狀本體2的與端蓋8相對的端部被構(gòu)造用于與光纖的端部附接,以便沿著內(nèi)通道14傳送激光。在示出的實施例中,光纖可以被插入到內(nèi)通道14之中,并如圖3和圖4所示地用螺釘16緊固。光纖可以是側(cè)燒類型的光纖?;蛘撸绻昧硕藷焦饫w,那么可以在內(nèi)通道14中與孔12相對地設(shè)置成角度的反射器(未示出),用于將激光從光纖的端部引導(dǎo)通過金剛石窗4。金剛石窗4在凹槽10中與管狀本體2結(jié)合,從而金剛石窗4圍繞孔12形成密封。鍍金屬涂層18設(shè) 置在金剛石窗的內(nèi)表面上,以便幫助結(jié)合。鍍金屬涂層包括鈦、鉬和金,并圍繞孔12形成畫框布置(picture frame arrangement)。鍍金屬涂層18在凹槽中10經(jīng)由硬釬焊料或者軟釬焊料20 (例如銅和銀)與管狀本體2結(jié)合。管狀本體2的長度為15mm,直徑為2.5mm,壁厚為0.9mm。金剛石窗4的長度為3mm,寬度為1.8mm,厚度為0.15mm。凹槽12的長度為3.2mm,寬度為2.0mm,深度為0.55mm???2的長度為2.0mm,寬度為1.0mm,深度為0.4臟。內(nèi)通道14的直徑為0.6mm。使用時,部件被附接至光纖的端部,以便形成醫(yī)用激光探針。探針的最小尺寸允許插入到例如前列腺尿道的狹窄通道中。金剛石和鑰的高導(dǎo)熱率允許熱量從金剛石窗被導(dǎo)走。銅和銀硬釬焊料的高導(dǎo)熱率也有助于在金剛石窗與管狀本體之間提供良好的熱接觸,從而在使用時將熱量從金剛石窗導(dǎo)走。在金剛石窗與鑰管狀本體之間的熱膨脹系數(shù)的相對小的差有助于減小使用時的熱膨脹差異。在管狀本體與金剛石窗之間的接合部的應(yīng)力相對比現(xiàn)有技術(shù)布置減小,并防止了金剛石窗與管狀本體之間的結(jié)合失效。鈦、鉬和金的鍍金屬涂層的設(shè)置也有助于在使用時防止金剛石窗從管狀本體剝離。金剛石窗被定位在管狀本體的側(cè)壁中的凹槽內(nèi),在使用時,這防止了金剛石窗的邊緣不會損傷組織。另外,金剛石窗和孔的相對尺寸被選擇成實現(xiàn)在金剛石窗與管狀本體之間圍繞所述孔的可靠的結(jié)合,并提供在金剛石窗與管狀本體之間的最優(yōu)熱接觸。雖然已開發(fā)本發(fā)明作為醫(yī)用探針,但是可想到本發(fā)明可以被應(yīng)用于其它技術(shù)領(lǐng)域中的激光探針。例如,使用如本文描述的激光光纖和端部件的探針可以被用來在金屬管的內(nèi)側(cè)上切割或者焊接金屬管。因此,雖然已參照附圖以特定方式展示和描述了本發(fā)明,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是,可以在不脫離由權(quán)利要求書限定的本發(fā)明范圍的前提下進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)方面的各 種變化。
權(quán)利要求
1.一種用于激光工具的部件,該部件包括: 管狀本體,該管狀本體限定出內(nèi)通道和孔,以及 窗,所述窗跨越所述孔設(shè)置,并圍繞所述孔與所述管狀本體結(jié)合, 其中,所述窗是金剛石的,并且 其中,所述管狀本體包括線性熱膨脹系數(shù)α在20°C時為14X KT6IT1或更小而導(dǎo)熱率在20°C時為GOWnT1K-1或更大的材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件,其中,所述α是以下之一=UXlO-6K-1或更小;lox loir1或更??;8 X IO^r1或更??;6 Xio^r1或更??;以及4χ ιο 1或更小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的部件,其中,所述導(dǎo)熱率是以下之一AOWnT1K-1或更大;SOWnr1Ir1或更大;IOOWnr1Ir1或更大;UOWnr1Ir1或更大;以及HOWnr1Ir1或更大。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的部件,其中,所述管狀本體由至少50%的所述材料形成、由至少70%的所述材料形成、由至少80%的所述材料形成、由至少90%的所述材料形成、或者由至少95%的所述材料形成。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的部件,其中,所述材料是金屬、合金、陶瓷或者復(fù)合材料。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的部件,其中,所述材料包括以下的一種或者多種:鑰、鉻、鎢、鎳、銠、釕、金剛石、碳化硅(SiC)、碳化鎢(WC)、氮化鋁(Α1Ν)、鈦鋯鑰(ΤΖΜ)、鎢鎳鐵(WNiFe)以及鎢鎳銅(WNiCu)。
7.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的部件,其中,所述管狀本體由鑰形成。
8.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的部件,其中,所述管狀本體涂覆有生物相容性材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的部件,其中,所述生物相容性材料是金。
10.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的部件,其中,所述金剛石是多晶金剛石材料或者單晶金剛石材料。
11.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的部件,其中,所述金剛石是CVD金剛石材料、HPHT金剛石材料或者天然金剛石材料。
12.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的部件,其中所述金剛石是在所述激光工具的操作波長下的吸收系數(shù)β小于等于0.1cnT1或者0.05cm-1的金剛石材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的部件,其中,所述金剛石材料在532nm的操作波長下的吸收系數(shù)β小于等于0.1cnT1或者0.ΟδαιΓ1。
14.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的部件,其中,所述金剛石窗在跨越所述孔的區(qū)域中沒有抗反射涂層。
15.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的部件,其中,所述金剛石窗在圍繞所述孔的區(qū)域中在內(nèi)表面上設(shè)有鍍金屬涂層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的部件,其中,所述鍍金屬涂層包括與所述金剛石窗結(jié)合的碳化物形成材料的層、惰性阻擋層、以及硬釬焊或軟釬焊至所述管狀本體的金屬層。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的部件,其中,所述碳化物形成材料是鈦,所述惰性阻擋層是鉬,并且所述金屬層是金。
18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項所述的部件,其中,在所述鍍金屬涂層和所述管狀本體之間設(shè)有硬釬焊料接合部,將所述金剛石窗與所述管狀本體結(jié)合。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的部件,其中,所述硬釬焊料接合部包括金,或者銅和銀。
20.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的部件,其中,所述管狀本體具有圓形或者卵形的橫截面。
21.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的部件,其中,所述管狀本體的最大外直徑是:10mm或者更?。?mm或者更?。?mm或者更??;3.5mm或者更??;3.0mm或者更小;或者2.6mm或者更小。
22.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的部件,其中,所述管狀本體的壁厚為:0.5mm至2.5mm ;0.5mm 至 2.0mm ;0.5mm 至 1.5mm ;0.7mm 至 1.2mm ;或者 0.8mm 至 1.0mnin
23.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的部件,其中,所述管狀本體的內(nèi)直徑為:0.2mm至8mm ;0.3mm 至 6mm ;0.35mm 至 4mm ;0.4mm 至 2.0mm ;0.4mm 至 1.0mm ;或者 0.5mm 至 0.8mmη
24.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的部件,其中,所述金剛石窗的厚度范圍是:0.1mm至0.5mm ;0.1mm 至 0.3mm ;0.1mm 至 0.2mm ;或者 0.1mm 至 0.2mm。
25.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的部件,其中,所述孔在所述管狀本體的側(cè)壁中。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的部件,其中,所述管狀本體具有關(guān)閉的端部。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的部件,其中,所述孔是長形的,具有沿著所述管狀本體延伸的最長尺寸。
28.根據(jù)權(quán)利要求25至27中任一項所述的部件,其中,所述孔的長度范圍是Imm至3mm,寬度范圍是0.5mm至2_。
29.根據(jù)權(quán)利要求25至28中任一項所述的部件,其中,所述金剛石窗的長度范圍是2.5mm 至 3.5mm,寬度范圍是 1.5mm 至 2.5mm。
30.根據(jù)權(quán)利要求25至29中任一項所述的部件,其中,所述孔設(shè)置在所述側(cè)壁中的凹槽內(nèi),并且所述金剛石窗跨越所述孔設(shè)置在所述凹槽中,所述金剛石窗的寬度小于所述凹槽的寬度,并大于所述孔的寬度。
31.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的部件,其中所述金剛石窗的一個或者多個邊緣被削邊,從而所述邊緣與所述管狀本體的壁齊平。
32.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的部件,其中,所述金剛石窗圍繞所述孔與所述管狀本體結(jié)合,以便圍繞所述孔形成密封。
33.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的部件,其中,所述管狀本體的一個端部被構(gòu)造成與用于傳送激光束的光纖聯(lián)接。
34.一種激光工具,包括: 用于傳送激光束的光纖;和 如任一前述權(quán)利要求所述的部件,該部件被附接至所述光纖的端部。
35.一種導(dǎo)管,該導(dǎo)管包括根據(jù)權(quán)利要求34所述的激光工具。
全文摘要
一種用于激光工具的部件,該部件包括管狀本體,該管狀本體限定出內(nèi)通道和孔;以及窗,所述窗跨越所述孔設(shè)置,并圍繞所述孔與所述管狀本體結(jié)合,其中,所述窗是金剛石的,并且其中,所述管狀本體包括線性熱膨脹系數(shù)α在20℃時為14×10-6K-1或更小而導(dǎo)熱率在20℃時為60Wm-1K-1或更大的材料。
文檔編號A61B18/20GK103179915SQ201180037369
公開日2013年6月26日 申請日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者H·G·M·德維特, G·J·佩爾斯 申請人:六號元素股份有限公司