CN102335040A - 高峰值功率输出的绿激光治疗机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于前列腺治疗的绿激光器。本发明公开了一种高峰值功率输出的绿激光治疗机及其控制方法，其产品：包括三套绿激光器、光束组合光路装置、半导体泵浦装置、声光调制装置、控制电路、光纤耦合系统、输出光纤、制冷机、功率计；其方法：1)关闭声光Q开关，输出小功率绿激光，2)经过2秒后，再加上声光Q开关，开始输出大功率激光，3)将三套绿激光器同时工作，4)三束激光组成一大圆直径的相互平行光束；5)再光纤耦合系统后，经光纤输出来进行前列腺汽化治疗；6)功率计接收到三套绿激光器的总输出信号后，反馈到控制电路，随时作出反馈调整。本发明能大幅提高单位激光脉冲的峰值功率，提高绿激光汽化前列腺组织效果。

Description

高峰值功率输出的绿激光治疗机及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于前列腺治疗的绿激光器，具体涉及一种高峰值功率输出的绿激光治疗机。本发明还涉及一种高峰值功率输出的绿激光治疗机的控制方法。

背景技术

本发明作出以前，用于前列腺治疗的绿激光都是由单套的绿激光器组成。如LASERSCOPE公司生产的80W灯泵绿激光器和半导体泵浦的120W绿激光，其光路示意图如图1所示，工作原理如图2～5所示，其中80W灯泵浦的绿激光器采用了准连续工作方式，工作脉宽4.5ms，脉冲周期是16ms，平均输出功率80W，在工作脉宽阶段，它输出的平均功率为280W，所以该激光器的临床效果比80W连续半导体泵浦的激光器要好，即使是120W连续半导体泵浦激光器，临床效果也一定比其强，衡量绿激光临床效果的一个重要指标是单位激光脉冲的能量值，在谐振腔长近似的情况下，由声光调Q开关调制的Q脉冲激光脉宽均近似相等，则单位脉冲的能量值成了衡量Q脉冲峰值功率的指标，单位脉冲能量(E)由工作周期中的平均功率除以声光调Q开关的工作频率(f)，在LASERSCOPE公司80W灯泵绿激光器中，如上所说，工作周期中的平均功率为280W，其声光调Q开关工作频率为27KHz，所以其单位激光脉冲能量E＝280W/27K，约等于10.4mJ。在LASERSCOPE公司120W半导体连续泵浦绿激光器中，其声光调Q开关工作频率为16KHz，所以其单位激光脉冲能量E＝120W/16K，为7.5mJ，从这可以看出半导体泵浦120W和灯泵80W相比，其峰值功率还要低，临床效果上对于难烧的前列腺组织还不如80W。目前国内厂家生产的80W半导体连续泵浦绿激光，声光调Q开关工作频率超过了16KHz，单位激光脉冲能量更低，所以临床上均不如LASERSCOPE公司80W灯泵绿激光来的理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种能大幅提高单位激光脉冲的峰值功率，提高绿激光汽化前列腺组织效果的高峰值功率输出的绿激光治疗机。本发明的目的还提供一种高峰值功率输出的绿激光治疗机的控制方法，从而保证治疗安全可靠，达到激光治疗机稳定输出、同步输出的目的。

为了达到上述目的，本发明有如下技术方案：

本发明的一种高峰值功率输出的绿激光治疗机，包括三套绿激光器、光束组合光路装置、半导体泵浦装置、声光调制装置、控制电路、光纤耦合系统、输出光纤、制冷机、功率计，所述控制电路分别与三套绿激光器、半导体泵浦装置、声光调制装置、制冷机、功率计连接，三套绿激光器并排安装，该三套绿激光器的输出端与光束组合光路装置光路连接，光束组合光路装置与光纤耦合系统光路连接，将三束激光组合成相互相邻且平行的一束大直径光斑的激光输出，光纤耦合系统与输出光纤光路连接。

其中，所述控制电路包括微处理器、传感器、控制面板、指示光装置，其中，微处理器分别与传感器、控制面板、指示光装置连接。

其中，所述半导体泵浦装置包括驱动电路、驱动电源、半导体泵浦激光器，驱动电路与驱动电源连接，驱动电源与半导体泵浦激光器连接。

其中，所述声光调制装置包括调制解调器、Q开关驱动源、声光Q开关，所述声光Q开关与调制解调器、Q开关驱动源连接，所述声光Q开关位于三套绿激光器的谐振腔内。

其中，所述光束组合光路装置包括若干个反射镜、若干个透射镜、采用镜，其中，所述若干个反射镜分别位于三套绿激光器输出端和功率计前端，所述若干个透射镜分别位于反射镜的输出端、功率计前端，所述采用镜位于光纤耦合系统的前端。

本发明的一种高峰值功率输出的绿激光治疗机的控制方法，有以下步骤：

1)在三套绿激光器开始输出激光时，关闭声光Q开关，输出小功率绿激光；

2)经过2秒后，再加上声光Q开关，这时三套绿激光器通过光束组合光路装置与光纤耦合系统，开始输出大功率激光，以保证有一段时间避免伤害的预防；

3)将三套绿激光器同时同步工作，只要声光Q开关上施加同步出光频率，就能产生三束同步激光；

4)三束激光经光束组合光路装置后，组成一大圆直径的相互平行光束；

5)再经光纤耦合系统后，经光纤输出来进行前列腺汽化治疗；

6)在光束组合光路装置内部设有的功率计，接收到三套绿激光器的总输出信号后，反馈到控制电路，通过控制电路随时作出反馈调整，使输出的激光稳定运行。

由于采取了以上技术方案，本发明的优点在于：

1 本发明三套绿激光器同步输出激光脉冲，从而达到峰值功率输出倍增的效果，也就是三束激光耦合进一根光纤里，由三套低功率激光器组成高功率激光输出。

2 本发明经过三束低功率激光合成后，由于低功率激光是平均功率低，而峰值功率不低，所以经三束激光功率同步相加后，峰值功率增加了好几倍，能提高前列腺汽化治疗效果，即临床效果大大提高了。

本发明是采用了三套功率45W连续半导体泵浦绿激光器，三束激光同步输出，经过光束耦合进一根光纤里，达到输出135W绿激光的效果，声光Q开关工作频率为8KHz，这样单位激光脉冲能量达到了135W/8K，近似等于17mJ，比LASERSCOPE公司80W准连续灯泵高了70％，临床效果更佳。

附图说明

图1是现有技术的绿激光器光路示意图；

图2是半导体连续泵浦绿激光器工作曲线示意图；

图3是绿激光器声光调制信号的示意图；

图4是绿激光器声光Q开关射频信号示意图；

图5是绿激光器输出准连续激光脉冲示意图；

图6是本发明的总体结构的示意图；

图中：1、三套绿激光器；2、全反射境；3、声光Q开关；4、滤光片；5、KTP；6、输出镜；7、反射镜；8、透射镜；9、光纤耦合系统；10、反射镜；11、会聚透镜；12、功率计；13、输出光纤；14、光斑；15、指示光装置；16、微处理器；17、制冷机；18、Q开关驱动源；19、传感器；20、控制面板；21、驱动电路；22、驱动电源1；23、驱动电源2；24、驱动电源3；25、调制解调器1；26、调制解调器；27、调制解调器；28、采样镜；LD、半导体泵浦激光器；YAG、激光棒。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图6，本发明的一种高峰值功率输出的绿激光治疗机，由三套绿激光器1、反射镜7、透射镜8、光纤耦合系统9、反射镜10、会聚透镜11、功率计12、输出光纤13、光斑14、指示光装置15、微处理器16、制冷机17、Q开关驱动源18、传感器19、控制面板20、驱动电路21、驱动电源一22；驱动电源二23、驱动电源三24、调制解调器一25、调制解调器二26、调制解调器三27、半导体泵浦激光器LD组成，其中，微处理器16分别与传感器19、控制面板20、指示光装置15连接，驱动电路21与驱动电源22～23连接，驱动电源22～23与半导体泵浦激光器LD连接，所述声光Q开关3与调制解调器25～27、Q开关驱动源18连接，所述声光Q开关3位于三套绿激光器1的谐振腔内，所述反射镜7位于三套绿激光器输出端，反射镜10位于功率计前端，所述透射镜8反射镜7的输出端，会聚透镜11位于功率计12前端。三套绿激光器1并排安装，通过光束组合光路装置、光纤耦合系统9，，将三束激光组合成相互相邻且平行的一束大直径光斑14的光束，将三束激光耦合进一根输出光纤13里，形成激光输出。

本发明的一种高峰值功率输出的绿激光治疗机的控制方法，有以下步骤：

1)在三套绿激光器开始输出激光时，关闭声光Q开关，输出小功率绿激光；

2)经过2秒后，再加上声光Q开关，这时三套绿激光器通过光束组合光路装置与光纤耦合系统，开始输出大功率激光，以保证有一段时间避免伤害的预防；

3)将三套绿激光器同时工作，产生三束激光；

4)三束激光经光束组合光路装置后，组成一大圆直径的相互平行光束；

5)再光纤耦合系统后，经光纤输出来进行前列腺汽化治疗；

6)在光束组合光路装置内部设有的功率计，接收到三套绿激光器的总输出信号后，反馈到控制电路，通过控制电路随时作出反馈调整，使输出的激光稳定运行。

本发明的工作原理是由三套低功率绿激光器1同步工作，每套激光器输出的平均功率较小，而峰值功率跟其它厂家的大功率绿激光器峰值功率相等，这样在三套绿激光器1迭加增加平均输出功率的情况下，峰值功率却增大了三倍，而峰值功率是衡量治疗效果的最关键指标，平均输出功率只是衡量治疗速度指标，不是治疗效果指标。本发明的绿激光器1工作过程如下，半导体泵浦激光器LD连续工作，这时在声光Q开关3上施加27M的高频电信号，该电信号在声光Q开关3上转换成正弦光栅，光栅对透过的激光进行调制，从而阻断了波长为1064nm的激光产生，从而不输出倍频的波长为532nm绿激光，在需要产生激光时，在27M的高频电信号上，迭加上一个频率从几千到几万赫兹的调制频率，该调制信号的工作脉宽只有几微秒，在工作脉宽工作期间，声光Q开关3停止对光路的阻碍损耗，YAG激光棒上累积的反转粒子数，短时间内释放一个单位激光脉冲，该激光脉冲的峰值决定了临床上的治疗效果。为了累积足够多的反转粒子数，低功率激光器就需要在低频率的调制信号下工作，而高功率的激光器可以在高频率调制信号下工作，但由于声光Q开关3本身的关断特性有限，每套单激光器输出的峰值功率都有一个极限值，该极限值决定了只要不同激光器输出的平均功率相差非常明显的情况下，其输出的峰值功率将会很接近。

KTP5：倍频晶体，用于将波长为1064nm的激光转化为波长为532nm的绿激光。

制冷机17：用于给三套绿激光器冷却。

调制解调器一25～调制解调器三27：用于调制声光Q开关3；Q开关驱动源18：用于驱动声光Q开关3。

驱动电路21：用于驱动半导体泵浦激光器LD。

控制面板20：用于操作控制微控器16。

传感器19：用于机器内部各种安全量的检测。比如水流量、温度、及脚踏开关等。

本发明实施时，是采用了三套功率45W连续半导体泵浦的绿激光器，三束激光同步输出，经过光束耦合进一根光纤里，达到输出135W绿激光的效果，声光Q开关3工作频率为8KHz，这样单位激光脉冲能量达到了135W/8K，近似等于17mJ，比LASERSCOPE公司80W准连

续灯泵高了70％，临床效果更佳。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (6)

1.一种高峰值功率输出的绿激光治疗机，其特征在于：包括三套绿激光器、光束组合光路装置、半导体泵浦装置、声光调制装置、控制电路、光纤耦合系统、输出光纤、制冷机、功率计，所述控制电路分别与三套绿激光器、半导体泵浦装置、声光调制装置、制冷机、功率计连接，三套绿激光器并排安装，该三套绿激光器的输出端与光束组合光路装置光路连接，光束组合光路装置与光纤耦合系统光路连接，将三束激光组合成相互相邻且平行的一束大直径光斑的激光输出，光纤耦合系统与输出光纤光路连接。

2.如权利要求1所述的一种高峰值功率输出的绿激光治疗机，其特征在于：所述控制电路包括微处理器、传感器、控制面板、指示光装置，其中，微处理器分别与传感器、控制面板、指示光装置连接。

3.如权利要求1所述的一种高峰值功率输出的绿激光治疗机，其特征在于：所述半导体泵浦装置包括驱动电路、驱动电源、半导体泵浦激光器，驱动电路与驱动电源连接，驱动电源与半导体泵浦激光器连接。

4.如权利要求1所述的一种高峰值功率输出的绿激光治疗机，其特征在于：所述声光调制装置包括调制解调器、Q开关驱动源、声光Q开关，所述声光Q开关与调制解调器、Q开关驱动源连接，所述声光Q开关位于三套绿激光器的谐振腔内。

5.如权利要求1所述的一种高峰值功率输出的绿激光治疗机，其特征在于：所述光束组合光路装置包括若干个反射镜、若干个透射镜、采样镜，其中，所述若干个反射镜分别位于三套绿激光器输出端和功率计前端，所述若干个透射镜分别位于反射镜的输出端、功率计前端，所述采样镜位于光纤耦合系统的前端。

6.一种高峰值功率输出的绿激光治疗机的控制方法，其特征在于有以下步骤：

1)在三套绿激光器开始输出激光时，关闭声光Q开关，输出小功率绿激光；

2)经过2秒后，再加上声光Q开关，这时三套绿激光器通过光束组合光路装置与光纤耦合系统，开始输出大功率激光，以保证有一段时间避免伤害的预防；

3)将三套绿激光器同时工作，产生三束激光；

4)三束激光经光束组合光路装置后，组成一大圆直径的相互平行光束；

5)再经光纤耦合系统后，经光纤输出来进行前列腺汽化治疗；

6)在光束组合光路装置内部设有的功率计，接收到三套绿激光器的总输出信号后，反馈到控制电路，通过控制电路随时作出反馈调整，使输出的激光稳定运行。

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