CN101794025A - 一种多路脉冲激光集成系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多路脉冲激光集成系统，特别是用于准分子激光眼科治疗机上的多路脉冲激光集成系统。该方法通过激光源轮流分时发出光束，所有激光源的光路有一个交汇点，所述合成机构包括至少一组角度不同的反射镜组、反射镜驱动装置及同步器，反射镜驱动装置驱动反射镜组循环逐一经过所述交汇点，所述反射镜组中的各个反射镜的角度与激光源一一对应，使得当反射镜驱动装置驱动反射镜逐一经过所述交汇点时，激光源发出的光线经过相应的反射镜反射后处于同一条光路上。使准分子激光眼科治疗机的激光光源同时满足高脉冲频率、高能量稳定性及充足脉冲能量的要求，为目前临床应用准分子激光眼科治疗机提供技术解决方案。
Description
技术领域
本发明涉及一种多路脉冲激光集成系统，特别是用于准分子激光眼科治疗机上的多路脉冲激光集成系统，实现两束或者两束以上激光束的光路复用，以获取高脉冲频率、高能量稳定性及充足脉冲能量的激光。
背景技术
激光光源作为准分子激光治疗器械中的核心部分，技术要求较高，激光光源的质量将直接影响手术的效果。为达到准分子激光眼科治疗的要求，所使用的激光光源必须满足高脉冲频率、高能量稳定性及充足脉冲能量这三点要求。对于准分子激光器，其脉冲能量越高价格越昂贵；而且当激光器在高速如500Hz下工作时系统需要增加水冷系统，就大大增加了系统的复杂性，这限制了激光脉冲在频率上的提升。同时，当激光脉冲频率增加时，脉冲能量及稳定性也会趋于下降。所以目前的准分子激光眼科治疗机所采用的激光大部分工作在频率200-500Hz之间。为了达到高的脉冲频率，一种有效可行方法就是使用两个或两个以上的脉冲激光，使其按照预先设定好的程序工作，实现多路激光脉冲的集合。传统的双光路合成系统的配置为：一个反射镜与光分束器的组合，合成光路再相继通过两个振镜。该光路使用了一个光分束器(50/50)，其优点在于结构简单，一般情况下对于连续型激光器和脉冲激光器均适用；其缺点是每个激光器都损失了50％的能量。如此提高激光脉冲频率的方式，造成能量的损失，综合来说是得不偿失的。
发明内容
本发明的目的在于为了克服现有双光路合成系统在合成过程中会损失光束能量的缺陷，而提供一个能避免因使用光分束器造成激光能量损失、同时能满足高脉冲频率、高能量稳定性及充足脉冲能量的要求的多路脉冲激光集成系统。
为实现上述目的，本发明公开了一种多路脉冲激光集成系统，包括两个或两个以上的激光源及合成机构，其特征在于：所述激光源轮流分时发出光束，所有激光源的光路有一个交汇点，所述合成机构包括至少一组角度不同的反射镜组、反射镜驱动装置及同步器，反射镜驱动装置驱动反射镜组循环逐一经过所述交汇点，所述反射镜组中的各个反射镜的角度与激光源一一对应，使得当反射镜驱动装置驱动反射镜逐一经过所述交汇点时，激光源发出的光线经过相应的反射镜反射后处于同一条光路上，所述同步器仅使与处于交汇点上的反射镜相对应的激光源发光。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过同步器控制反射镜驱动装置驱动处于交汇点上的反射镜随发出光束的激光源的入射角改变角度，使所有激光源发出的光束经反射镜反射后处于同一条光路上达到合成的目的，但是全反反射镜并不会造成激光源发出的光束的光能的衰减，因此能在维持低成本、不损失光能的及不明显提高系统复杂性的前提下，得到高脉冲频率、高能量稳定性及充足脉冲能量的激光。
下面将结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述。
附图说明
图1为本发明具体实施例一光束脉冲合成示意图；
图2为图1局部放大示意图。
图3为本发明具体实施例二中一路激光源穿过透光孔时的示意图；
图4为本发明具体实施例二另一路激光源经反光镜反射后的示意图；
图5为本发明具体实施例二光束合成后的示意图；
图6为本发明具体实施例二安装架结构示意图；
具体实施方式
在本发明中的多路脉冲激光集成系统包括两个或两个以上的激光源及合成机构，激光源轮流分时发出光束，所有激光源发出的光束即光路有一个交汇点，所述合成机构包括所述合成机构包括至少一组角度不同的反射镜组、反射镜驱动装置及同步器，反射镜驱动装置驱动反射镜组循环逐一经过所述交汇点，所述反射镜组中的各个反射镜的角度与激光源一一对应，使得当反射镜驱动装置驱动反射镜逐一经过所述交汇点时，激光源发出的光线经过相应的反射镜反射后处于同一条光路上，所述同步器仅使与处于交汇点上的反射镜相对应的激光源发光上，由此完成多路脉冲激光的无衰减集成。其中合成机构的方式有多种，以下分别以具体实施例加以说明。
具体实施例1：多路脉冲激光集成系统的合成机构采用反射镜组，反射镜组中反射镜3的数目与激光源数目相同，各个激光源发出的光束对准同一个点即交汇点4，各个反射镜3的角度与激光源一一对应，使得当反射镜驱动装置驱动反射镜3逐一经过所述激光源的交汇点4时，激光源发出的光线经过相应的反射镜3反射后处于同一条光路上，反射镜驱动装置(图中未示出)在同步器(图中未示出)控制下驱动反射镜组循环逐一经过所述交汇点4，反射镜组至少为一组，也可以是多组重复周期地经过交汇点4，所述同步器仅使与处于交汇点4上的反射镜3相对应的激光源发光。其中反射镜组可以沿圆周安装在一个圆盘或圆环状的安装架5上，安装架5由反射镜驱动装置驱动绕中心轴作旋转，所述激光源设置在安装架5周边，所述激光源的交汇点4落在反射镜组旋转的轨迹上。这种方式反射镜驱动装置的驱动方式简便，装置结构简单，易于实现。如图1、2所示，以双路脉冲激光集成系统为例：双路脉冲激光集成系统设有第一激光源1和第二激光源2，所述圆盘状的安装架5沿圆周均匀设有一圈圆孔，圆孔数为偶数(当合成的激光源多于两个时，圆孔数为激光源的整数倍)，不同的安装架5速度配合不同的开孔数目工作，但是安装架5转速过高会伴有更多震动。由全反射镜组成的反射镜组依次周期重复排列安装在圆孔中，其中与第一激光源1对应的部分与安装架5平面平行，与第二激光源2对应的另一部分反射镜3与安装架5平面成10°夹角，两种反射镜3相互间隔设置，相邻的两面反射镜3为一组，第一激光源1设置在安装架5的侧前方，第一激光源1发出的光束与安装架5平面成45°夹角并对准所述圆孔的中心的轨迹，第二激光源2设置在第一激光源1一侧，发出的光束与第一激光源1发出的光束成10°夹角，同样对准所述圆孔的中心的轨迹且重合，并经反射镜3反射后与第一激光源1发出的光束的光路重叠，所述同步器可以采取在安装架5所有反光镜的外侧沿圆周设置两圈同步孔7分别对应两种反光镜，两圈同步孔7前后各分别设置一个发光二极管和一个光电探测器，通过安装架5的旋转控制发光二极管的光线是否透过，相应的光电探测器能产生电压时序信号，继而控制相应的激光器的启动，达到反光镜和激光源的同步，完成激光脉冲的集成。在激光源体积允许的前提下，两个反射角度之间的偏差角度越小越好，有利于缩小多路脉冲激光集成系统的整体体积。
具体实施例2：本具体实施例还可以采取以下方式：每组反射镜组中包括一个透光孔6，每组透光孔6加上反射镜3数目与激光源数目相同，安装架5由反射镜驱动装置驱动绕中心轴作旋转，所述多个激光源中的第一激光源1设置在安装架5的后侧，其余激光源设置在安装架5另一侧，所有激光源发出的光束的交汇点4落在反射镜组旋转的轨迹上，除第一激光源1外的其余激光源发出的光束经对应反射镜3反射后与第一激光源1发出的光束的光路重叠，这样就避免了需对所有反射镜3进行一一校准的问题。同样以双路脉冲激光集成系统为例：如图6所示，即在圆盘状安装架5圆孔中每间隔一个圆孔装有全反射镜3，未安装反射镜3的圆孔作为透光孔6，反射镜3与安装架5平面平行，相邻的透光孔6和反射镜3为一组。如图3所示，所述安装架5设置在所述第一激光源1的前方并可以使第一激光源1发出的光束穿过所述透光孔6中心的轨迹，所述安装架5平面与第一激光源1发出的光束成45°夹角，如图4所示，所述第二激光源2设置在安装架5另一侧，与第一激光源1关于安装架5对称，使第二激光源2发出的光束同样对准所述透光孔6中心的轨迹且重合，并经反射镜3反射后与第一激光源1发出的光束的光路重叠，参见图5。当合成的激光源多于两个时，圆孔数同样为激光源数的整数倍，每组具有一个透光孔6，每组透光孔6加上反射镜3数目与激光源数目相同，第一激光源1发出的光束同样穿过所述透光孔6的中心，其余激光源设置在安装架5另一侧，发出的光束同样对准所述圆孔的中心并经对应的反射镜3反射后与第一激光源1发出的光束的光路重叠。
当然，本发明也同样适合其他类型光源的多路脉冲合成，也不仅限于准分子激光眼科治疗机上应用，只要是对多路光脉冲合成有需求的场合均可以应用。激光源发出的光束可以是直接照射到合成反射镜3上进行合成，也可以是根据激光源设置的位置先通过前置反射镜3反射后，再照射到合成反射镜3上进行合成。合成后的光束还可以再经过两个分别绕相互垂直转轴旋转的X反射镜3和Y反射镜3的反射达到二维扫描的目的。反射镜驱动装置及同步器的方案也不是唯一的，现有的电子技术或单片机控制技术都能方便地实现，此处不再一一列举。
Claims (3)
1.一种多路脉冲激光集成系统，包括两个或两个以上的激光源及合成机构，其特征在于：所述激光源轮流分时发出光束，所有激光源的光路有一个交汇点，所述合成机构包括至少一组角度不同的反射镜组、反射镜驱动装置及同步器，反射镜驱动装置驱动反射镜组循环逐一经过所述交汇点，所述反射镜组中的各个反射镜的角度与激光源一一对应，使得当反射镜驱动装置驱动反射镜逐一经过所述交汇点时，激光源发出的光线经过相应的反射镜反射后处于同一条光路上，所述同步器仅使与处于交汇点上的反射镜相对应的激光源发光。
2.根据权利要求1所述的多路脉冲激光集成系统，其特征在于：所述一组或一组以上的反射镜组沿圆周安装在一个圆盘或圆环状的安装架上，每组反射镜组中的反射镜数目与激光源数目相同，安装架由反射镜驱动装置驱动绕中心轴作旋转，所述激光源设置在安装架周边，所述激光源发出的光束的交汇点落在反射镜组旋转的轨迹上。
3.根据权利要求1所述的多路脉冲激光集成系统，其特征在于：所述一组或一组以上的反射镜组沿圆周安装在一个圆盘或圆环状的安装架上，每组反射镜组中包括一个透光孔，每组透光孔加上反射镜数目与激光源数目相同，安装架由反射镜驱动装置驱动绕中心轴作旋转，所述多个激光源中的第一激光源设置在安装架的后侧，其余激光源设置在安装架另一侧，所有激光源发出的光束的交汇点落在反射镜组旋转的轨迹上，除第一激光源外的其余激光源发出的光束经对应反射镜反射后与第一激光源发出的光束的光路重叠。
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