CN101459314B - 多功能激光治疗机 - Google Patents

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多功能激光治疗机涉及一种多功能的激光治疗设备。多功能激光治疗机，采用具有多通道跃迁性质的钕激光晶体，1微米和1.3微米两种波长激光的谐振腔光路部分分开，其特征在于：将1微米声光Q开关放置在1微米的谐振腔光路中，将1.3微米声光Q开关放置在前述两个波长的共同谐振腔光路中，对两种波长激光进行控制，声光Q开关由外加的信号发生器控制关断与打开，起到光开关及调Q作用，实现输出两种单波长连续激光、两种单波长调Q激光、双波长准连续激光和双波长调Q激光共六种不同的输出。在一台激光治疗机中，可以输出六种不同的输出，可使激光治疗机的应用范围大大扩展。由于仅采用了一根激光棒和一套泵浦及冷却系统，节省了成本。

Description

多功能激光治疗机
技术领域
本发明涉及一种多功能的激光治疗设备。
背景技术
激光在医学上应用广泛，不同波长、不同输出形式的激光具有不同的治疗效果和适应症，因此，具有多种波长和多种输出方式的激光治疗机在医疗上具有应用面广、使用方便、价格性能比高的优点。目前，国内已发展了多种双波长激光治疗机，如中国专利1704028A所披露的采用Er:YAG和Nd:YAG的2940nm及1064nm双波长激光治疗机和中国专利00103958.X披露的采用Nd:YAG晶体1319nm和1338nm跃迁的双波长激光治疗机等，这些激光治疗机能同时输出两种波长的激光进行治疗，但仅能输出或连续或脉冲或调Q的激光，输出方式单一。而中国专利1480107披露了一种多功能的激光治疗机，采用色心YAG晶体做调Q晶体，从而使激光治疗机可工作在连续、长脉冲和短脉冲方式，增强了激光治疗机的功能，但这种治疗机仅能输出单一波长激光，无法利用不同波长激光对生物组织的不同特性来拓展其应用范围。
发明内容
本发明的目的在于利用具有多跃迁通道的钕激光晶体，采用合理的腔设计及调Q控制，在一台激光治疗机上，实现1微米和1.3微米两种波长和连续、准连续及调Q三种方式的输出，并且可以调整两种波长的输出功率比例，以满足不同的治疗要求。
本发明的技术方案如下：
一种多功能激光治疗机，采用具有多通道跃迁性质的钕激光晶体，1微米和1.3微米两种波长激光的谐振腔光路部分分开，将1微米声光Q开关放置在1微米的谐振腔光路中，将1.3微米声光Q开关放置在前述两个波长的共同谐振腔光路中，对两种波长激光进行控制，声光Q开关由外加的信号发生器控制关断与打开，起到光开关及调Q作用，实现输出两种单波长连续激光、两种单波长调Q激光、双波长准连续激光和双波长调Q激光共六种不同的输出。
1微米波长激光在第二反射镜6和第二输出耦合镜7之间振荡，由第二输出耦合镜7输出；1.3波长微米激光在第一反射镜3和第一输出耦合镜4之间振荡，由第一输出耦合镜4输出。
在1.3微米声光Q开关与激光介质之间增加分光装置，将1微米和1.3微米两波长光路沿不同方向分开，两波长的声光Q开关分别放置在各自的光路内。
所用的钕激光晶体为Nd:YAG、Nd:YAlO3、Nd:YVO4、Nd:YLF或Nd:GdVO4晶体。
采用这种设计，在一台激光治疗机中，可以输出六种不同的输出，可使激光治疗机的应用范围大大扩展。同时，由于仅采用了一根激光棒和一套泵浦及冷却系统，节省了成本。
下面结合附图对本申请的技术进行详细说明：附图1中，1为掺钕激光晶体，为Nd:YAG、Nd:YVO4、Nd:YAlO3、Nd:GdVO4、Nd:YLF、Nd:GGG等掺钕激光晶体中的一种；2为泵浦激光晶体的泵浦系统，包括泵浦光源及其驱动电源；3为第一反射镜，镀对1.3微米全反、对1微米增透的膜；4为第一输出耦合镜，镀对1.3微米部分透过、对1微米增透的膜；5为第一声光Q开关，对1.3微米激光起光开关及调Q作用，同时对1微米激光也起光开关作用，表面镀对1.3及1微米均增透的膜；6为第二反射镜，镀对1微米全反的膜；7为第二输出耦合镜，镀对1微米部分透过、对1.3微米增透的膜；8为第二声光Q开关，对1微米激光起光开关及调Q作用，表面镀1微米的增透膜；9为第一声光驱动源，驱动第一声光Q开关5工作；10为第二声光驱动源，驱动第二声光Q开关8工作；11为信号发生器，发出的电平信号控制第一及第二声光Q开关的关断及出光。12为聚焦透镜，将输出的激光聚焦进输出光纤；13为输出光纤，将激光导出到所需照射的部位。
激光晶体吸收泵浦系统的泵浦光，处于激发态，产生的1.3微米激光在第一反射镜3和第一输出耦合镜4之间振荡，并由第一输出耦合镜4输出；产生的1微米激光在第二反射镜6和第二输出耦合镜7之间振荡，并由第二输出耦合镜7输出；激光的输出方式由信号发生器11发出的信号控制声光Q开关5、8的打开和关断来实现。
目前常用的声光Q开关的外控制，分成外加高电平信号时允许出光和外加低电平信号时允许出光两种。以高电平出光的控制方式的为例，说明对激光输出方式的控制。1、当第一声光驱动源9和第二声光驱动源10均接收到信号发生器11发出的高电平信号时，两个声光Q开关均处于打开状态，此时，1微米和1.3微米激光的光路均处于导通状态，由于1微米的跃迁截面大于1.3微米，所以1微米优先起振，此时，1.3微米受到抑制，无法起振，激光器输出的是1微米的激光；2、当第一声光驱动源9接收到信号发生器11发出的高电平，而第二声光驱动源10接收到信号发生器11发出的低电平时，第一声光Q开关5打开，第二声光Q开关8关断，1.3微米的光路导通，而1微米光路关断，此时，1.3微米激光起振，激光器输出1.3微米的激光；3、当第一声光驱动源9接收到信号发生器11发出的低电平时，由于第一声光Q开关5是处于两个波长光路的重叠部分，此时两个波长光路均关断，激光器无激光输出。根据这三种控制，结合不同的高低电平及序列脉冲，可实现不同方式的激光输出，控制信号与输出激光的具体对应见图2。图2中，电平信号I表示第一声光驱动源9接收到的电平信号，电平信号II表示第二声光驱动源10接收的电平信号。激光输出I表示1.3微米激光输出，激光输出II表示1微米激光输出。图2-a为连续1.3微米输出时的控制信号与出光的对应关系；图2-b为连续1微米输出时的控制信号与出光的对应关系；图2-c为1微米调Q输出时控制信号与出光的对应关系；图2-d为1.3微米调Q输出时控制信号与出光的对应关系；图2-e为双波长调Q输出时控制信号与出光的对应关系，两波长的输出比例可通过改变电平信号I中与电平信号II不同步的那个高电平方波信号与前一个高电平信号之间的时间长度来改变；2-f为双波长准连续输出时控制信号与出光的对应关系，其中在1.3微米光路关断到1微米光路导通之间，存在一个时间差，即，第一声光驱动源9先接收到一个低电平信号，关断1.3微米光路，而后再与第二声光驱动源10同时接收到高电平信号，使光路导通，输出1微米激光，在1微米激光输出一定时间后，声光驱动源10收到低电平信号，声光驱动源9继续保持高电平，1微米光路关断，1.3微米激光输出。可通过改变电平信号II中的高电平信号的时间长度，来改变两个波长之间的输出比例。
附图1中，1微米和1.3微米激光分别由输出耦合镜4和7输出，也可将输出镜合并，由一片分别对1微米和1.3微米均部分透过的输出耦合镜代替，这时，仅需一片输出耦合镜，即可实现对两个波长激光的输出。
附图1中采用的是直线腔型，也可在第一声光Q开关与激光介质之间增加分光装置，将1微米和1.3微米两波长光路沿不同方向分开，两波长的声光Q开关分别放置在各自的光路内，这样，第一声光Q开关就不会对1微米波长的光路产生影响，第一声光Q开关及第一反射镜的镀膜要求将简单，声光Q开关的控制信号也将简化。
附图说明
附图1为激光装置的结构示意图；
图2-a为连续1.3微米输出时的控制信号与出光的对应关系；
图2-b为连续1微米输出时的控制信号与出光的对应关系；
图2-c为1微米调Q输出时控制信号与出光的对应关系；
图2-d为1.3微米调Q输出时控制信号与出光的对应关系；
图2-e为双波长调Q输出时控制信号与出光的对应关系；
图2-f为双波长准连续输出时控制信号与出光的对应关系。
具体实施方式
例1、采用Nd:GdVO4激光晶体，用808nm LD侧面泵浦，第一反射镜镀对1.342微米全反、对1.064微米增透的膜，第一输出耦合镜镀对1.342微米部分透过、对1.064微米增透的膜，第一声光Q开关镀对1.342及1.064微米均增透的膜；第二反射镜镀对1.064微米全反的膜，第二输出耦合镜镀对1.064微米部分透过、对1.342微米增透的膜；第二声光Q开关镀1.064微米的增透膜。按照图2所示的控制方式，可通过光纤输出1.064微米、1.342微米的单波长连续、调Q、双波长准连续和调Q六种激光输出，进行治疗。
例2、采用Nd:YAG激光晶体，用808nm LD侧面泵浦，第一反射镜镀对1.319微米全反、对1.064微米增透的膜，第一输出耦合镜镀对1.319微米部分透过、对1.064微米增透的膜，第一声光Q开关镀对1.319及1.064微米均增透的膜；第二反射镜镀对1.064微米全反的膜，第二输出耦合镜镀对1.064微米部分透过、对1.319微米增透的膜；第二声光Q开关镀1.064微米的增透膜。按照图2所示的控制方式，可通过光纤输出1.064微米、1.319微米的单波长连续、调Q、双波长准连续和调Q六种激光输出，进行治疗。

Claims (4)

1.一种多功能激光治疗机，采用具有多通道跃迁性质的钕激光晶体，1微米和1.3微米两种波长激光的谐振腔光路部分分开，其特征在于：将1微米声光Q开关放置在1微米的谐振腔光路中，将1.3微米声光Q开关放置在前述两个波长的共同谐振腔光路中，对两种波长激光进行控制，声光Q开关由外加的信号发生器控制关断与打开，起到光开关及调Q作用，实现输出两种单波长连续激光、两种单波长调Q激光、双波长准连续激光和双波长调Q激光共六种不同的输出。
2.如权利要求1所述的多功能激光治疗机，其特征在于：所述的1微米波长激光在第二反射镜(6)和第二输出耦合镜(7)之间振荡，由第二输出耦合镜(7)输出；1.3波长微米激光在第一反射镜(3)和第一输出耦合镜(4)之间振荡，由第一输出耦合镜(4)输出。
3.如权利要求1所述的激光治疗机，其特征在于：在所述的1.3微米声光Q开关与激光介质之间增加分光装置，将1微米和1.3微米两波长光路沿不同方向分开，两波长的声光Q开关分别放置在各自的光路内。
4.如权利要求1或2或3所述的激光治疗机，其特征在于：所述的钕激光晶体为Nd:YAG、Nd:YAlO3、Nd:YVO4、Nd:YLF或Nd:GdVO4晶体。
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