一種新型鈥激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，特別涉及一種新型鈥激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]鈥激光波長為2100nm，由Cr，Tm，Ho:YAG激光晶體通過氙燈栗浦產(chǎn)生，由于鈥激光波長恰好處于水的吸收峰上，其能量可被人體組織中的水分高效吸收，所以在醫(yī)學(xué)上有著極大的應(yīng)用價值，目前主要用于結(jié)石粉碎和組織切割等領(lǐng)域。鈥激光器的基本結(jié)構(gòu)包括全反鏡、聚光腔、半反鏡，聚光腔中包括鈥激光晶體棒、脈沖氙燈，其中鈥激光晶體棒、全反鏡和半反鏡組成了一個諧振腔。
[0003]現(xiàn)有的鈥激光器中的全反鏡、半反鏡均采用平面鏡面，使得從諧振腔出射的鈥激光光斑發(fā)散角較大、光斑截面不圓、聚焦后的光斑較大且橢圓形光斑的長軸較長，使得光斑較難聚焦到較細(xì)的光纖內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種新型鈥激光器，包括:全反鏡、聚光腔、半反鏡;所述聚光腔包括外殼、漫反射體、鈥激光晶體棒、脈沖氙燈，所述鈥激光晶體棒的兩端的端面呈凹面;所述半反鏡呈彎月狀且靠近所述聚光腔的鏡面呈凹面。從該新型鈥激光器中的全反鏡、鈥激光晶體棒、半反鏡形成的諧振腔出射的鈥激光光斑發(fā)散角較小、光斑截面更圓，從而聚焦后的光斑更小，也就能聚焦到更細(xì)的光纖內(nèi)。
[0005]為了達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明提供的具體技術(shù)方案為:
[0006]—種新型鈥激光器，包括:全反鏡;聚光腔，包括外殼、漫反射體、鈥激光晶體棒、脈沖氙燈，所述漫反射體包括支撐筒、漫反射層，所述漫反射層置于所述支撐筒、外殼之間，所述鈥激光晶體棒、脈沖氙燈軸向穿過所述支撐筒且所述鈥激光晶體棒、脈沖氙燈的兩端由所述外殼支撐，所述鈥激光晶體棒的兩端的端面呈凹面;半反鏡，所述半反鏡呈彎月狀;所述全反鏡置于所述聚光腔的一側(cè)，所述半反鏡置于所述聚光腔的另一側(cè)，所述半反鏡靠近所述聚光腔的鏡面呈凹面。
[0007]作為上述方案的優(yōu)選，所述全反鏡、鈥激光晶體棒、半反鏡構(gòu)成諧振腔，所述諧振腔的長度范圍為260-320mm。
[0008]作為上述方案的優(yōu)選，所述支撐筒為玻璃管，所述漫反射層的材質(zhì)為硫酸鋇粉末。
[0009]作為上述方案的優(yōu)選，所述外殼包括筒形殼體、端蓋，所述筒形殼體設(shè)置于所述漫反射體外，所述鈥激光晶體棒、脈沖氙燈的兩端分別設(shè)置于所述端蓋上，所述端蓋設(shè)置于所述筒形殼體的兩端用以實(shí)現(xiàn)所述聚光腔內(nèi)外密封。
[0010]作為上述方案的優(yōu)選，所述外殼的材質(zhì)為金屬。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明提供的一種新型鈥激光器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是圖1中聚光腔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3(a)是鈥激光晶體棒的兩端與半反鏡的兩面均是平面時所出現(xiàn)的發(fā)散角度Θ1;
[0014]圖3(b)是本發(fā)明中鈥激光晶體棒的兩端呈凹面、半反鏡呈彎月狀時所出現(xiàn)的發(fā)散角度Θ2。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0016]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0017]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“設(shè)置”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定相連、設(shè)置，也可以是可拆卸連接、設(shè)置，或一體地連接、設(shè)置。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0018]如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供一種新型鈥激光器，包括:
[0019](1)全反鏡 1;
[0020](2)聚光腔2，包括外殼21、漫反射體22、鈥激光晶體棒23、脈沖氙燈24，所述漫反射體包括支撐筒、漫反射層，所述漫反射層置于所述支撐筒、外殼之間，所述鈥激光晶體棒、脈沖氙燈軸向穿過所述支撐筒且所述鈥激光晶體棒、脈沖氙燈的兩端由所述外殼支撐，所述鈥激光晶體棒的兩端的端面(R2、R3)呈凹面；
[0021](3)半反鏡3，所述半反鏡呈彎月狀；
[0022]所述全反鏡1置于所述聚光腔2的一側(cè)，所述半反鏡3置于所述聚光腔2的另一側(cè)，所述半反鏡靠近所述聚光腔的鏡面R4呈凹面。
[0023]本發(fā)明提供的一種新型鈥激光器的工作原理:脈沖氙燈在高壓電的作用下發(fā)光經(jīng)過聚光腔中的漫反射體反射照射到鈥激光晶體棒上，鈥激光晶體棒內(nèi)的原子從脈沖氙燈中吸收能量后變?yōu)椴环€(wěn)定或活躍狀態(tài)，當(dāng)這些不穩(wěn)定的原子以光子的形式釋放它們的能量后恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，被釋放的光子激發(fā)其他原子和相同的光子發(fā)射，導(dǎo)致一系列的連鎖反應(yīng)(這個過程叫受激輻射)。光子在兩端有全反鏡和半反鏡的諧振腔內(nèi)來回運(yùn)動使激光發(fā)射過程放大，當(dāng)大多數(shù)原子在晶體棒中變?yōu)榛钴S后，就會從半反鏡一側(cè)射出諧振腔。
[0024]本發(fā)明提供的一種新型鈥激光器中的鈥激光晶體棒的兩端的端面呈凹面，半反鏡呈彎月狀，所述半反鏡靠近所述聚光腔的鏡面呈凹面，使得該新型鈥激光器出射的鈥激光光斑發(fā)散角較小、光斑截面更圓，從而聚焦后的光斑更小，也就能聚焦到更細(xì)的光纖內(nèi)。因?yàn)閷τ谝粋€確定的激光器，它的總發(fā)散角度Θ固定，通過焦距為f的聚焦透鏡聚焦后的光斑直徑d0可以近似地認(rèn)為:
[0025]dO = f*Q
[0026]其中Θ為激光器出射光的發(fā)散角弧度值;f為聚焦透鏡的焦距。
[0027]從上述公式中可以看出，在焦距不變的情況下，如果發(fā)散角度越小，則光斑直徑越小，故而聚焦后光斑越小。
[0028]產(chǎn)生發(fā)散角度的主要原因是:鈥激光晶體棒吸收能量后，大部分能量被轉(zhuǎn)化成熱量，只有少部分轉(zhuǎn)化成光，那么這個迅速吸收了熱量的鈥激光晶體棒如果工作在低頻時，熱量可以被帶走，但是在高頻時，熱量還沒來得急帶走就進(jìn)行了下一次能量激發(fā)出光，這樣熱量打破了原來的平衡，形成了一個新的平衡，這個平衡使鈥激光晶體棒的溫度不均勻，鈥激光晶體棒發(fā)熱但發(fā)熱不均勻，由于中心軸處能量集中，遠(yuǎn)離中心軸的能量小，導(dǎo)致了鈥激光晶體棒由于熱脹冷縮，形成了熱透鏡效應(yīng)，使鈥激光晶體棒的兩端面呈凸面，這樣光從鈥激光晶體棒內(nèi)射出時呈喇叭式散射，該發(fā)明中鈥激光晶體棒的兩端呈凹面、半反鏡呈彎月狀，恰當(dāng)?shù)貙ι鲜鰺嵬哥R效應(yīng)進(jìn)行了補(bǔ)償，從而使得發(fā)散角度減小。如圖3(a)所示，當(dāng)鈥激光晶體棒的兩端與半反鏡的兩面均是平面時發(fā)散角度為Θ1，如圖3(b)所示，當(dāng)鈥激光晶體棒的兩端呈凹面、半反鏡呈彎月狀時所發(fā)散角度為Θ2，在其他條件都一樣的情況下，可以看出Θ2<Θ10
[0029]進(jìn)一步地，所述全反鏡、鈥激光晶體棒、半反鏡構(gòu)成諧振腔，所述諧振腔的長度L范圍為260-320mm，即從全反鏡的R1面到半反鏡的R4面的長度L的范圍為260-320mm。該范圍的距離使得出射光斑的發(fā)散角較小，光斑質(zhì)量較好。
[0030]進(jìn)一步地，所述支撐筒為玻璃管，所述漫反射層的材質(zhì)為硫酸鋇粉末。琉璃材質(zhì)的支撐筒與外部的漫反射層既保證了聚光腔的腔體結(jié)構(gòu)又使得漫反射效果較好。
[0031]進(jìn)一步地，所述外殼21包括筒形殼體211、端蓋212，所述筒形殼體211設(shè)置于所述漫反射體22外，所述鈥激光晶體棒23、脈沖氙燈24的兩端分別設(shè)置于所述端蓋212上，所述端蓋212設(shè)置于所述筒形殼體211的兩端用以實(shí)現(xiàn)所述聚光腔內(nèi)外密封。組合式的外殼結(jié)構(gòu)使得外殼方便裝卸。
[0032]進(jìn)一步地，所述外殼21的材質(zhì)為金屬。金屬材質(zhì)的外殼使得其防護(hù)性能較好。
[0033]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型鈥激光器，其特征在于，包括: 全反鏡； 聚光腔，包括外殼、漫反射體、鈥激光晶體棒、脈沖氙燈，所述漫反射體包括支撐筒、漫反射層，所述漫反射層置于所述支撐筒、外殼之間，所述鈥激光晶體棒、脈沖氙燈軸向穿過所述支撐筒且所述鈥激光晶體棒、脈沖氙燈的兩端由所述外殼支撐，所述鈥激光晶體棒的兩端的端面呈凹面； 半反鏡，所述半反鏡呈彎月狀； 所述全反鏡置于所述聚光腔的一側(cè)，所述半反鏡置于所述聚光腔的另一側(cè)，所述半反鏡靠近所述聚光腔的鏡面呈凹面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型鈥激光器，其特征在于，所述全反鏡、鈥激光晶體棒、半反鏡構(gòu)成諧振腔，所述諧振腔的長度范圍為260-320mm。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型鈥激光器，其特征在于，所述支撐筒為玻璃管，所述漫反射層的材質(zhì)為硫酸鋇粉末。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的新型鈥激光器，其特征在于，所述外殼包括筒形殼體、端蓋，所述筒形殼體設(shè)置于所述漫反射體外，所述鈥激光晶體棒、脈沖氙燈的兩端分別設(shè)置于所述端蓋上，所述端蓋設(shè)置于所述筒形殼體的兩端用以實(shí)現(xiàn)所述聚光腔內(nèi)外密封。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型鈥激光器，其特征在于，所述外殼的材質(zhì)為金屬。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種新型鈥激光器，包括：全反鏡、聚光腔、半反鏡；所述聚光腔包括外殼、漫反射體、鈥激光晶體棒、脈沖氙燈，所述鈥激光晶體棒的兩端的端面呈凹面；所述半反鏡呈彎月狀且靠近所述聚光腔的鏡面呈凹面。從該新型鈥激光器中的全反鏡、鈥激光晶體棒、半反鏡形成的諧振腔出射的鈥激光光斑發(fā)散角較小、光斑截面更圓，從而聚焦后的光斑更小，也就能聚焦到更細(xì)的光纖內(nèi)。
【IPC分類】H01S3/08, H01S3/16
【公開號】CN105490143
【申請?zhí)枴緾N201610046067
【發(fā)明人】彭泰祥
【申請人】武漢浩宏科技有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2016年1月25日