CN106913961A - 微静脉血管病变治疗仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种微静脉血管病变治疗仪，包括聚光腔，其包括同一光路的泵浦源和增益介质；谐振腔，其对增益介质发出的光进行倍频；谐振腔包括同一光路的全反镜、调Q装置、倍频晶体、输出镜、光纤耦合透镜以及耦合光纤；调Q装置和倍频晶体分别位于增益介质对立的两个出光侧；温控冷却系统，其分别设于聚光腔和倍频晶体；增益介质是单掺Nd:YAG激光棒或双掺Nd:Ce:YAG激光棒，激光棒的两端以及圆柱面外层设有不掺Nd、Ce离子的纯YAG晶体；激光棒纯YAG晶体的两端还镀有1064nm波段透射率不小于99％介质膜。本发明提供的微静脉血管病变治疗仪，本发明提供一种微静脉血管病变治疗仪，可以解决普通直腔效率低下、V型腔批量生产成本偏高、以及大能量泵浦下热效应严重等问题。

Description

微静脉血管病变治疗仪
技术领域
本发明涉及激光治疗仪技术领域，更具体地说，本发明涉及一种微静脉血管病变治疗仪。
背景技术
532nm波段处于血红蛋白的吸收峰，该波段激光透过皮肤表层照射到皮下组织，由于对激光波长的选择性光吸收作用，血管壁的吸收几乎可以忽略，而血液中血红蛋白的吸收则十分强烈，从而使得血液温度上升。在温度上升到60℃－80℃时，就会使血液的蛋白凝固，胶原蛋白变性，血小板栓塞形成，结果使得血管因为光凝作用形成血管封闭，达到治疗目的。采用处于532nm波段的较长脉冲绿激光可以得到较高的峰值功率，激光的脉冲宽度可以调节到与血管的热弛豫时间相匹配(一般血管的热弛豫时间为10－100ms)，在治疗时可以避免因为连续激光热效应造成的损伤；通过处于532nm波段的较长脉冲绿激光治疗仪治疗微静脉畸形、毛细血管扩张症等病症，其有效性及安全性已经得到普遍认可。
目前市面上的绿激光治疗仪主要有两种结构，一种是普通直腔，如图1所示，增益介质产生1064nm光，经调Q装置在腔内直接倍频，这种结构的好处是结构简单，易于调节，但是这种结构的激光器存在模体积与腔长的矛盾，减少损耗需要缩短腔长、增大全反镜的曲率，但这样模体积就会减小，降低激光输出效率；另一种是V型腔，如图2所示，能大幅提升输出的效率，但是在实际生产过程中存在调节相对困难，批量生产成本及维修相对较高。
另外，对于大能量泵浦固体激光器，其激光增益介质的热效应一直是研究人员研究的重点之一，目前市面上普遍使用的两端有纯YAG的所谓健和激光棒，其较普通激光棒能大大降低热效应对激光输出的影响，但随着泵浦能量的增大，增益介质的热效应变得更加严重，这种结构便不能满足需求。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种微静脉血管病变治疗仪，用以解决普通直腔效率低下、V型腔批量生产成本偏高、以及大能量泵浦下热效应严重等问题。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明通过以下技术方案实现：
本发明提供一种微静脉血管病变治疗仪，其包括：聚光腔，其包括同一光路的泵浦源和增益介质，谐振腔，其对所述增益介质发出的光进行倍频；所述谐振腔包括同一光路的全反镜、调Q装置、倍频晶体、输出镜、光纤耦合透镜以及耦合光纤；所述调Q装置和所述倍频晶体分别位于所述增益介质对立的两个出光侧；温控冷却系统，其分别设于所述聚光腔和所述倍频晶体，用于控制温度；其中，所述增益介质是单掺Nd:YAG激光棒或双掺Nd:Ce:YAG激光棒，所述激光棒的两端以及圆柱面外层设有不掺Nd、Ce离子的纯YAG晶体；所述激光棒纯YAG晶体的两端还镀有1064nm波段透射率不小于99％介质膜。
优选的是，所述激光棒两端的纯YAG晶体长度是5-20mm，所述激光棒圆柱面外层的纯YAG晶体厚度为内层掺杂晶体半径的1/3～2/3。
优选的是，所述单掺Nd:YAG激光棒的Nd离子掺杂浓度是0.5％-2％；
所述双掺Nd:Ce:YAG激光棒的Nd离子掺杂浓度是0.5％-2％，Ce离子和Nd离子掺杂浓度比为1:10。
优选的是所述泵浦源是氙灯，所述氙灯包括单灯泵浦或双灯泵浦或三灯泵浦；或，所述泵浦源是半导体激光器阵列，所述半导体激光器阵列包括单排泵浦或三排等间距泵浦。
优选的是，所述调Q装置是主动声光调Q开关，所述主动声光调Q开关两端镀有1064nm波段透射率不小于99％的介质膜；或，所述调Q装置是主动电光调Q开关，所述主动电光调Q开关包括一电光调Q晶体和一1064nm波段的偏振片，所述电光调Q晶体两端镀有1064nm波段透射率不小于99％的介质膜，所述偏振片位于所述增益介质与电光调Q晶体之间。
优选的是，所述倍频晶体包括KTP、LBO、BBO、CLBO中的一种；所述倍频晶体的长度为4-15mm，所述倍频晶体的两端镀1064nm波段透射率不小于99％、532nm波段透射率不小于99％的介质膜。
优选的是，所述全反镜镀有1064nm波段反射率不小于99％的介质膜；所述输出镜镀有1064nm波段反射率不小于99％、532nm波段透射率不小于99％的介质膜；所述光纤耦合透镜镀有532nm波段透射率不小于99％的介质膜，将输出光束聚焦到所述耦合光纤端面上。
优选的是，所述谐振腔还包括位于所述调Q装置和所述增益介质之间的λ/4波片以及位于所述增益介质和所述倍频晶体之间的谐波镜；所述λ/4波片是1064nm波段的波片，所述λ/4波片表面镀有1064nm波段透射率不小于99％的介质膜；所述谐波镜镀有1064nm波段透射率不小于99％、532nm波段反射率不小于99％的介质膜。
优选的是，所述调Q装置是主动电光调Q开关，所述主动电光调Q开关包括一电光调Q晶体和一1064nm波段的偏振片，所述偏振片位于所述λ/4波片与电光调Q晶体之间。
优选的是，所述谐振腔还包括位于所述增益介质和所述倍频晶体之间的谐波镜，所述泵浦源是半导体阵列泵浦。
本发明至少包括以下有益效果：
1)本发明提供的微静脉血管病变治疗仪，在分别设于聚光腔和倍频晶体以控制温度的温控冷却系统的基础上，将增益介质的两端以及圆柱面外层设有不掺Nd、Ce离子的纯YAG晶体，以解决大能量泵浦下热效应严重的问题；
2)在谐振腔设置位于调Q装置和增益介质之间的λ/4波片以及位于增益介质和倍频晶体之间的谐波镜，能够使增益介质处于最佳输出状态，结构简单，易于调节。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所述的现有技术中普通直腔的结构示意图；
图2为本发明所述的现有技术中V型腔的结构示意图；
图3为本发明所述的微静脉血管病变治疗仪的一种结构示意图；
图4为本发明所述的微静脉血管病变治疗仪的另一种结构示意图；
图中：1-泵浦源；2-增益介质；3-全反镜；4-调Q装置；5-倍频晶体；6-输出镜；7-光纤耦合透镜；8-耦合光纤；9-偏振片；10-λ/4波片；11-谐波镜。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
如图3所示，本发明提供一种微静脉血管病变治疗仪，其包括聚光腔、谐振腔以及温控冷却系统。聚光腔包括同一光路的泵浦源1和增益介质2。谐振腔用于对增益介质2发出的光进行震荡放大及倍频，谐振腔包括同一光路的全反镜3、调Q装置4、倍频晶体5、输出镜6、光纤耦合透镜7以及耦合光纤8；调Q装置4和倍频晶体5分别位于增益介质2对立的两个出光侧。增益介质2是单掺Nd:YAG激光棒或双掺Nd:Ce:YAG激光棒，激光棒的两端以及圆柱面外层设有不掺Nd、Ce离子的纯YAG晶体；激光棒纯YAG晶体的两端还镀有1064nm波段透射率不小于99％介质膜。温控冷却系统包括分别设于聚光腔和倍频晶体5，用于控制泵浦源1、增益介质2以及倍频晶体5的温度在目标范围内，降低热效应对激光输出的影响。
该实施方式中，泵浦源1的激光从增益介质2发出，经增益介质2对立的两个出光侧分别到达调Q装置4进行调Q以及到达倍频晶体5进行倍频，并在谐振腔内振荡，最后经耦合光纤8输出。增益介质2两端的纯YAG晶体长度是5-20mm，激光棒圆柱面外层的纯YAG晶体厚度为内层掺杂晶体半径的1/3～2/3。若增益介质2是单掺Nd:YAG激光棒，则单掺Nd:YAG激光棒的Nd离子掺杂浓度是0.5％-2％；若增益介质2是双掺Nd:Ce:YAG激光棒，双掺Nd:Ce:YAG激光棒的Nd离子掺杂浓度是0.5％-2％，Ce离子和Nd离子掺杂浓度比为1:10。增益介质2的尺寸、掺杂浓度等参数如下表1示例。
表1 增益介质2的尺寸、掺杂浓度等参数
上述实施方式中，调Q装置4是主动声光调Q开关，主动声光调Q开关两端镀有1064nm波段透射率不小于99％的介质膜；或，调Q装置4是主动电光调Q开关，主动电光调Q开关包括一电光调Q晶体和一1064nm波段的偏振片9，电光调Q晶体两端镀有1064nm波段透射率不小于99％的介质膜，偏振片9位于增益介质2与电光调Q晶体之间。调Q装置4的尺寸满足在超声驱动功率50W下达到BRAGG声光衍射效果即可。相比于现有技术中的普通激光棒，该实施方式中增益介质2的激光棒的两端以及圆柱面外层设有不掺Nd、Ce离子的纯YAG晶体；激光棒纯YAG晶体的两端还镀有1064nm波段透射率不小于99％介质膜，增降低增益介质2的热透镜效应和热退偏效应对激光输出的影响，减少，降低了损耗。
上述实施方式中，倍频晶体5包括KTP、LBO、BBO、CLBO中的一种；倍频晶体的长度为4-15mm，倍频晶体5的两端镀1064nm波段透射率不小于99％、532nm波段透射率不小于99％的介质膜。作为一种具体实施方式，倍频晶体5采用LBO晶体，放置于谐振腔束腰处，两端镀1064nm波段透射率不小于99％、532nm波段透射率不小于99％的介质膜，晶体长度9mm。
上述实施方式中，全反镜3是平镜或凹镜，全反镜镀有1064nm波段反射率不小于99％的介质膜。输出镜6是平镜，镀有1064nm波段反射率不小于99％、532nm波段透射率不小于99％的介质膜。光纤耦合透镜7镀有532nm波段透射率不小于99％的介质膜，将输出光束聚焦到耦合光纤8端面上。
实施例2
在实施例1的基础上，谐振腔还包括位于调Q装置4和增益介质2之间的λ/4波片10以及位于增益介质2和倍频晶体5之间的谐波镜11。λ/4波片10是1064nm波段的波片，λ/4波片10表面镀有1064nm波段透射率不小于99％的介质膜，通过对λ/4波片3快轴方向的调节，能够使激光器处于最佳输出状态。谐波镜11镀有1064nm波段透射率不小于99％、532nm波段反射率不小于99％的介质膜。此时，调Q装置4选用的是主动电光调Q开关，主动电光调Q开关包括一电光调Q晶体和一1064nm波段的偏振片9，偏振片9位于λ/4波片10与电光调Q晶体之间。该实施方式中，输出镜6和全反镜3构成谐振腔，两者之间放置谐波镜11将其隔成前后腔，后腔中放置调Q装置4、增益介质2、泵浦源1和λ/4波片10，λ/4波片10位于调Q装置4和增益介质2之间，前腔中放置倍频晶体5，输出镜6之后放置光纤耦合透镜7连接耦合光纤8输出激光。当全反镜3为凹镜时，曲率半径4m，此时，输出镜6为平镜，全反镜3与谐波镜11距离为600-700mm，谐波镜11与输出镜6之间距离为16-18mm。
实施例3
在实施例1的基础上，谐振腔还包括位于增益介质2和倍频晶体5之间的谐波镜11，此时泵浦源1是半导体阵列泵浦泵浦。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种微静脉血管病变治疗仪，其特征在于，其包括：
聚光腔，其包括同一光路的泵浦源和增益介质，
谐振腔，其对所述增益介质发出的光进行倍频；所述谐振腔包括同一光路的全反镜、调Q装置、倍频晶体、输出镜、光纤耦合透镜以及耦合光纤；所述调Q装置和所述倍频晶体分别位于所述增益介质对立的两个出光侧；
温控冷却系统，其分别设于所述聚光腔和所述倍频晶体，用于控制温度；
其中，所述增益介质是单掺Nd:YAG激光棒或双掺Nd:Ce:YAG激光棒，所述激光棒的两端以及圆柱面外层设有不掺Nd、Ce离子的纯YAG晶体；所述激光棒纯YAG晶体的两端还镀有1064nm波段透射率不小于99％介质膜。
2.如权力要求1所述的微静脉血管病变治疗仪，其特征在于，
所述激光棒两端的纯YAG晶体长度是5-20mm，所述激光棒圆柱面外层的纯YAG晶体厚度为内层掺杂晶体半径的1/3～2/3。
3.如权力要求1或2所述的微静脉血管病变治疗仪，其特征在于，
所述单掺Nd:YAG激光棒的Nd离子掺杂浓度是0.5％-2％；
所述双掺Nd:Ce:YAG激光棒的Nd离子掺杂浓度是0.5％-2％，Ce离子和Nd离子掺杂浓度比为1:10。
4.如权力要求1所述的微静脉血管病变治疗仪，其特征在于，
所述泵浦源是氙灯，所述氙灯包括单灯泵浦或双灯泵浦或三灯泵浦；或，
所述泵浦源是半导体激光器阵列，所述半导体激光器阵列包括单排泵浦或三排等间距泵浦。
5.如权力要求1所述的微静脉血管病变治疗仪，其特征在于，所述调Q装置是主动声光调Q开关，所述主动声光调Q开关两端镀有1064nm波段透射率不小于99％的介质膜；或，
所述调Q装置是主动电光调Q开关，所述主动电光调Q开关包括一电光调Q晶体和一1064nm波段的偏振片，所述电光调Q晶体两端镀有1064nm波段透射率不小于99％的介质膜，所述偏振片位于所述增益介质与电光调Q晶体之间。
6.如权力要求1所述的微静脉血管病变治疗仪，其特征在于，所述倍频晶体包括KTP、LBO、BBO、CLBO中的一种；所述倍频晶体的长度为4-15mm，所述倍频晶体的两端镀1064nm波段透射率不小于99％、532nm波段透射率不小于99％的介质膜。
7.如权力要求1所述的微静脉血管病变治疗仪，其特征在于，
所述全反镜镀有1064nm波段反射率不小于99％的介质膜；
所述输出镜镀有1064nm波段反射率不小于99％、532nm波段透射率不小于99％的介质膜；
所述光纤耦合透镜镀有532nm波段透射率不小于99％的介质膜，将输出光束聚焦到所述耦合光纤端面上。
8.如权力要求1-7中任一项所述的微静脉血管病变治疗仪，其特征在于，所述谐振腔还包括位于所述调Q装置和所述增益介质之间的λ/4波片以及位于所述增益介质和所述倍频晶体之间的谐波镜；
所述λ/4波片是1064nm波段的波片，所述λ/4波片表面镀有1064nm波段透射率不小于99％的介质膜；
所述谐波镜镀有1064nm波段透射率不小于99％、532nm波段反射率不小于99％的介质膜。
9.如权力要求8所述的微静脉血管病变治疗仪，其特征在于，所述调Q装置是主动电光调Q开关，所述主动电光调Q开关包括一电光调Q晶体和一1064nm波段的偏振片，所述偏振片位于所述λ/4波片与电光调Q晶体之间。
10.如权力要求1-7中任一项所述的微静脉血管病变治疗仪，其特征在于，所述谐振腔还包括位于所述增益介质和所述倍频晶体之间的谐波镜，所述泵浦源是半导体阵列泵浦泵浦。
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