專(zhuān)利名稱(chēng)：一種小型化的桌上型鈥激光治療機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光醫(yī)療設(shè)備，具體涉及一種小型化的桌上型欽激光治療機(jī)。
背景技術(shù)：
欽激光治療機(jī)是一種新型的激光醫(yī)療設(shè)備，主要應(yīng)用于人體內(nèi)結(jié)石的粉碎和部分組織的切割、汽化治療。欽激光治療機(jī)的核心構(gòu)件是一種固體激光器，即欽激光器8’，欽激光器8，一般包含有欽晶體I’、氙燈2’和反射腔3’，該欽晶體I’、氙燈2’均設(shè)為長(zhǎng)條狀結(jié)構(gòu)，反射腔3’設(shè)為長(zhǎng)度大于欽晶體I’和氙燈2’的圓筒形(其截面為圓形或橢園形)結(jié)構(gòu)，該欽晶體I’與氙燈2’設(shè)置于反射腔3’中。如圖I所示，為現(xiàn)有技術(shù)中一種欽激光器8’的橫截面示意圖，一個(gè)欽晶體I’和一 個(gè)氙燈2’平行設(shè)置在反射腔3’中。工作時(shí)，首先氙燈2’通電發(fā)光，由側(cè)邊照射欽晶體1’，在反射腔3內(nèi)對(duì)欽晶體I’進(jìn)行側(cè)向激發(fā)，并由欽晶體I’的端部透過(guò)反射腔3射出激光。如圖2所示，為現(xiàn)有技術(shù)中另一種欽激光器8，的橫截面示意圖，一個(gè)欽晶體I’和兩個(gè)氙燈2’平行設(shè)置在反射腔3’中，兩個(gè)氙燈2’分別設(shè)置在欽晶體I’的兩側(cè)。工作時(shí)，兩個(gè)氙燈2’通電發(fā)光，分別由欽晶體I’的兩側(cè)照射欽晶體I’，交替在反射腔3’內(nèi)對(duì)欽晶體I進(jìn)行側(cè)向激發(fā)，并由欽晶體I’的端部透過(guò)反射腔3’射出激光。欽激光器8，形成激光后，激光通過(guò)由各種光學(xué)鏡片系統(tǒng)形成諧振腔，以形成可以實(shí)際應(yīng)用的欽激光。在實(shí)際工作中，由大功率開(kāi)關(guān)電源給氙燈脈沖式供電，氙燈2’脈沖式發(fā)光(發(fā)光時(shí)間為幾百微秒級(jí)別)，激發(fā)欽晶體I’形成脈沖式激光。它通過(guò)瞬間的大功率(超過(guò)10千瓦)，使人體組織中固有的水分(或其他可汽化的物質(zhì))快速汽化形成等離子體，然后急劇膨脹形成爆破，把人體組織(或結(jié)石)撕開(kāi)，形成對(duì)組織的切割或?qū)Y(jié)石的破碎效果。由于氙燈2’發(fā)出的光其光譜是波長(zhǎng)從190納米到1100納米的連續(xù)的光，而真正能夠作用于欽元素使之能夠產(chǎn)生電子層躍遷的波長(zhǎng)在440nm或680nm或780nm區(qū)段，其余大量波段的光是沒(méi)有用處的，同時(shí)這部分還會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。如圖3所示，為鉻，錢(qián)，欽釔鋁石榴石(Cr，Tm, Ho YAG)吸收光譜的光譜圖，縱坐標(biāo)為吸收系數(shù)，單位為厘米橫坐標(biāo)為波長(zhǎng)，單位為納米。如圖可見(jiàn)，欽晶體吸收光譜有三個(gè)高吸收率的波長(zhǎng)范圍，分別是:大約370納米到500納米，大約660納米到720納米，以及大約750納米到810納米。該三個(gè)波長(zhǎng)范圍的峰值分別在440納米、680納米和780納米。如圖4所示，為了要散走這些熱量，需要靠設(shè)備額外的水冷系統(tǒng)進(jìn)行消化，現(xiàn)有技術(shù)的水冷系統(tǒng)包含水循環(huán)系統(tǒng)4’和制冷壓縮機(jī)5’。設(shè)有氙燈2’、反射腔3’、欽晶體I’的欽激光器8’和制冷壓縮機(jī)5’設(shè)置在水循環(huán)系統(tǒng)4’的回流中，水循環(huán)系統(tǒng)4’通過(guò)大量的水將氙燈2’、反射腔3’、欽晶體I’中的熱量帶出，傳輸至制冷壓縮機(jī)5’進(jìn)行冷卻，再將冷卻后的水回流至欽激光器8’內(nèi)，對(duì)氙燈2’、反射腔3’、欽晶體I’進(jìn)行水冷。水冷系統(tǒng)的工作原理需要有足夠的水來(lái)循環(huán)冷卻，由于大量水在高熱的氙燈2’、反射腔3’和欽晶體I’間的快速流動(dòng)，又產(chǎn)生了水中雜質(zhì)污染氙燈2’、反射腔3’、欽晶體I’的問(wèn)題。同時(shí)還需要配有制冷壓縮機(jī)5’將這些氙燈2’發(fā)出的光產(chǎn)生的熱量散走，所以現(xiàn)有技術(shù)的欽激光治療機(jī)中會(huì)配備大流量的水循環(huán)系統(tǒng)4’和千瓦級(jí)的大功率制冷壓縮機(jī)5’。由此，欽激光治療機(jī)中的電源6’、水循環(huán)系統(tǒng)4’、制冷壓縮機(jī)5’將占用大量的體積重量和產(chǎn)生大量的能量消耗，目前現(xiàn)有技術(shù)的欽激光治療機(jī)一般在重量在150公斤，體積O. 6立方米，功率在3千瓦的數(shù)量級(jí)上。一方面要提供足夠能量讓氙燈2’發(fā)光，一方面又要有大功率的冷卻系統(tǒng)將這些光產(chǎn)生的熱量散走，又要防止污染，使得設(shè)備變得龐大且耗能。為此，設(shè)計(jì)一種體積小、能量消耗小的欽激光治療機(jī)就有了必要性。在歷史上，由于半導(dǎo)體激光的技術(shù)落后，很多波長(zhǎng)的激光不能產(chǎn)生(例如，到現(xiàn)在為止，2100納米波長(zhǎng)的欽激光就不能通過(guò)半導(dǎo)體激光技術(shù)直接產(chǎn)生)，或產(chǎn)生的激光功率不夠(比如790納米的激光就只能產(chǎn)生到瓦級(jí))，或設(shè)備過(guò)于復(fù)雜，使得沒(méi)法使用半導(dǎo)體激光作為欽激光的泵浦源?，F(xiàn)在由于半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，使得半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生更加接近波長(zhǎng)在440納米、 或680納米、或780納米區(qū)段的光線(xiàn)是完全可能的，而它的體積和價(jià)格也是比較理想的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種小型化的桌上型欽激光治療機(jī)，采用波長(zhǎng)在440納米、或680納米、或780nm區(qū)段的泵浦光激發(fā)欽晶體，其光量正好可被欽元素及相關(guān)敏化元素吸收，提高了欽激光的產(chǎn)生效率，也就可以制造出節(jié)省能源，小型化欽激光設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種小型化的桌上型欽激光治療機(jī)，該治療機(jī)包含欽激光器、電路連接欽激光器輸入端的電源、與欽激光器輸出端通過(guò)諧振腔光路連接的光纖、與欽激光器連接的水循環(huán)系統(tǒng)；其特點(diǎn)是，上述的欽激光器包含反射腔；欽晶體，其固定于反射腔的內(nèi)腔中；以及，一個(gè)或若干個(gè)半導(dǎo)體泵浦源，其貼設(shè)于反射腔的內(nèi)壁上；每個(gè)半導(dǎo)體泵浦源的泵浦光都聚焦于欽晶體；上述半導(dǎo)體泵浦源輸出的泵浦光的波長(zhǎng)范圍在440納米、或680納米、或780納米區(qū)段。上述的反射腔采用聚光腔體或普通腔體。上述的半導(dǎo)體泵浦源采用半導(dǎo)體激光帶。上述的欽激光器中，半導(dǎo)體泵浦源平行設(shè)置于欽晶體的側(cè)邊，該半導(dǎo)體泵浦源的泵浦光入射欽晶體的側(cè)壁，側(cè)向激發(fā)欽晶體。上述的水循環(huán)系統(tǒng)中不設(shè)有壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)。本實(shí)用新型一種小型化的桌上型欽激光治療機(jī)和現(xiàn)有技術(shù)的欽激光治療機(jī)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于，本實(shí)用新型采用半導(dǎo)體激光器作為泵浦源，其泵浦光的頻率范圍與欽晶體激發(fā)頻率范圍相近，由于波長(zhǎng)的一致性，提高了欽激光的產(chǎn)生效率，由于激光轉(zhuǎn)化效率的提升，使整機(jī)能耗的下降，減少了欽激光器產(chǎn)生的熱量，降低欽激光器對(duì)于電源和水冷系統(tǒng)的要求，降低電源的功率，取消了水冷系統(tǒng)中的壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)，僅有比現(xiàn)有欽激光冷卻系統(tǒng)小很多的小型水冷系統(tǒng)，降低能耗，同時(shí)減小了電源和水冷系統(tǒng)的體積，實(shí)現(xiàn)制造出低能耗小型化的桌上型欽激光治療機(jī)；[0024]本實(shí)用新型中設(shè)有反射腔，使沒(méi)有直接照射到欽晶體的光可經(jīng)過(guò)反射腔反射，繼續(xù)照射到欽晶體上，提高了激光激發(fā)的效率。

圖I為現(xiàn)有技術(shù)中一種欽激光器實(shí)施例的截面圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中另一種欽激光器實(shí)施例的截面圖；圖3為鉻，銩，欽釔鋁石榴石晶體吸收光譜圖；圖4為現(xiàn)有技術(shù)中欽激光治療機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖；圖5為本實(shí)用新型一種小型化的桌上型欽激光治療機(jī)中欽激光器的截面圖；圖6為本實(shí)用新型一種小型化的桌上型欽激光治療機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。如圖5所示，為本實(shí)用新型一種小型化的桌上型欽激光治療機(jī)的欽激光器的截面圖。該欽激光器包含有反射腔3、欽晶體I和半導(dǎo)體泵浦源2。反射腔3采用圓管狀的反射腔，該反射腔3采用聚光腔體(一般截面為橢園形，泵浦源和晶體分別置于橢圓的第一和第二焦點(diǎn)上)，或者采用沒(méi)有聚光特點(diǎn)的普通腔體(一般截面為圓形，泵浦源和晶體分別置于圓的圓心和圓弧上)。欽晶體I設(shè)為長(zhǎng)條狀結(jié)構(gòu)，其長(zhǎng)度略小于反射腔3內(nèi)腔的長(zhǎng)度。該欽晶體I的兩端與反射腔3的兩個(gè)端部固定，使欽晶體I固定在反射腔3的中心，并與反射腔3中軸線(xiàn)(或橢球體的第二焦點(diǎn))重合。半導(dǎo)體泵浦源2采用設(shè)為長(zhǎng)條狀的半導(dǎo)體激光帶。本實(shí)施例中設(shè)有四個(gè)半導(dǎo)體泵浦源2，其分別貼設(shè)在反射腔3的內(nèi)壁上。該四個(gè)半導(dǎo)體泵浦源2與欽晶體I平行設(shè)置，其發(fā)射的泵浦光都聚焦于欽晶體I上。工作時(shí)，半導(dǎo)體泵浦源2發(fā)射泵浦光由欽晶體I的側(cè)向入射欽晶體1，在反射腔3中半導(dǎo)體泵浦源2對(duì)欽晶體I進(jìn)行側(cè)向激發(fā)，，同時(shí)沒(méi)有直接照射到欽晶體I的光又可經(jīng)過(guò)反射腔3反射，繼續(xù)照射到欽晶體I上，最終由欽晶體I的端部發(fā)射欽激光。該半導(dǎo)體泵浦源2發(fā)射的泵浦光的波長(zhǎng)范圍在440納米、或680納米、或780納米區(qū)段，與欽晶體I的激發(fā)波長(zhǎng)范圍具有一致性，其光量正好可被欽元素(含相關(guān)敏化元素)吸收，提高了欽激光的產(chǎn)生效率。如圖6所示，本實(shí)用新型一種小型化的桌上型欽激光治療機(jī)包含有欽激光器8、小型化的電源7、光纖6和小型化的水循環(huán)系統(tǒng)4。電源7分別與欽激光器8中的四個(gè)半導(dǎo)體泵浦源2電路連接，向四個(gè)半導(dǎo)體泵浦源2提供電源。由于半導(dǎo)體泵浦源2提高了欽激光的產(chǎn)生效率，本欽激光治療機(jī)中向半導(dǎo)體泵浦源2提供的電源7的要求低，減小電源7所需要的輸出功率，也減小電源7的體積。欽激光器8由欽晶體I端部發(fā)出的欽激光入射一個(gè)由若干個(gè)光學(xué)鏡片系統(tǒng)形成諧振腔，經(jīng)過(guò)該諧振腔形成可以實(shí)際應(yīng)用的欽激光，該諧振腔的輸出端與光纖6連接，欽激光治療機(jī)通過(guò)光纖6輸出實(shí)際用于醫(yī)療的欽激光。水循環(huán)系統(tǒng)4與欽激光器8連接，該水循環(huán)系統(tǒng)4作為欽激光器8的水冷系統(tǒng)，水循環(huán)系統(tǒng)4的循環(huán)水路流經(jīng)欽激光器8的反射腔3、欽晶體I和半導(dǎo)體泵浦源2。用于將欽激光器8內(nèi)部產(chǎn)生的熱量帶走，通過(guò)水流傳輸至外界散發(fā)，當(dāng)水循環(huán)系統(tǒng)4中的水在外界冷卻之后，再傳輸入欽激光器8內(nèi)部,對(duì)欽激光器8進(jìn)行冷卻。本實(shí)用新型的欽激光治療機(jī)所采用的水循環(huán)系統(tǒng)4中不設(shè)有壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)。由于半導(dǎo)體泵浦源2提高了欽激光的產(chǎn)生效率，有效減少了欽激光器8中因多余光能量所產(chǎn)生的熱量，使得欽激光器8對(duì)水冷系統(tǒng)的要求降低，所以本實(shí)用新型的水循環(huán)系統(tǒng)4可以不設(shè)置壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)對(duì)水循環(huán)系統(tǒng)4中流出欽激光器8的進(jìn)行強(qiáng)效冷卻。取消壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)，使欽激光治療機(jī)的水冷系統(tǒng)體積大大減小，同時(shí)也節(jié)省了壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)工作所需要的能耗。即解決了能量消耗問(wèn)題，又解決的體積龐大的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)欽激光治療機(jī)的小型化和便攜化，以及可放置在桌上。盡管本實(shí)用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本實(shí)用新型的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定?！?br> 權(quán)利要求1.一種小型化的桌上型欽激光治療機(jī)，該治療機(jī)包含欽激光器(8)、電路連接欽激光器(8 )輸入端的電源(7 )、與欽激光器(8 )輸出端通過(guò)諧振腔光路連接的光纖(6 )、與欽激光器(8)連接的水循環(huán)系統(tǒng)(4); 其特征在于，所述的欽激光器(8)包含 反射腔(3); 欽晶體(1)，其固定于所述反射腔(3)的內(nèi)腔中；以及， 一個(gè)或若干個(gè)半導(dǎo)體泵浦源(2)，其貼設(shè)于所述反射腔(3)的內(nèi)壁上；每個(gè)所述半導(dǎo)體泵浦源(2)的泵浦光都聚焦于所述的欽晶體(I)； 所述半導(dǎo)體泵浦源(2)輸出的泵浦光的波長(zhǎng)范圍在440納米、或680納米、或780納米區(qū)段。
2.如權(quán)利要求I所述的一種小型化的桌上型欽激光治療機(jī)，其特征在于，所述的反射腔(3)采用聚光腔體或普通腔體。
3.如權(quán)利要求I所述的一種小型化的桌上型欽激光治療機(jī)，其特征在于，所述的半導(dǎo)體泵浦源(2 )采用半導(dǎo)體激光帶。
4.如權(quán)利要求I所述的一種小型化的桌上型欽激光治療機(jī)，其特征在于，所述的欽激光器(8)中，半導(dǎo)體泵浦源(2)平行設(shè)置于欽晶體(I)的側(cè)邊，該半導(dǎo)體泵浦源(2)的泵浦光入射欽晶體(I)的側(cè)壁，側(cè)向激發(fā)欽晶體(I)。
5.如權(quán)利要求I所述的一種小型化的桌上型欽激光治療機(jī)，其特征在于，所述的水循環(huán)系統(tǒng)(4)中不設(shè)有壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種小型化的桌上型鈥激光治療機(jī)，其包含鈥激光器、電路連接鈥激光器輸入端的電源、與鈥激光器輸出端通過(guò)諧振腔光路連接的光纖、與鈥激光器連接的水循環(huán)系統(tǒng)；鈥激光器包含反射腔；鈥晶體，其固定于反射腔的內(nèi)腔中；以及，一個(gè)或若干個(gè)半導(dǎo)體泵浦源，其貼設(shè)于反射腔的內(nèi)壁上；每個(gè)半導(dǎo)體泵浦源的泵浦光都聚焦于鈥晶體；半導(dǎo)體泵浦源輸出光的波長(zhǎng)范圍在440納米、或680納米、或780納米區(qū)段。本實(shí)用新型采用泵浦光的波長(zhǎng)范圍與鈥晶體激發(fā)波長(zhǎng)范圍相近的半導(dǎo)體激光器作為泵浦源，由于波長(zhǎng)的一致性，提高鈥激光的產(chǎn)生效率，減少鈥激光器熱量產(chǎn)生，降低電源和水冷系統(tǒng)的能耗和體積，實(shí)現(xiàn)鈥激光治療機(jī)的低能耗和小型化。
文檔編號(hào)A61B18/26GK202589659SQ20122023539
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者孟維宇, 郝愛(ài)民, 朱文明, 李文博, 沈金華, 何金武, 尹良怡 申請(qǐng)人:上海瑞柯恩激光技術(shù)有限公司