CN107086429A - 一种被动调q皮秒激光器 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种被动调Q皮秒激光器，包括光路装置和导光臂，其中：所述光路装置包括：皮秒种子光源模块，用于提供初始激光，并对所述初始激光进行被动调Q处理获得皮秒脉冲激光；光路传输模块，用于接收所述皮秒脉冲激光，并对所述皮秒脉冲激光进行放大处理和传输，获得第一激光；切换模块，用于接收所述第一激光，并对所述第一激光进行输出；或者，对所述进行第一激光进行倍频处理获得第二激光，并对所述第二激光进行输出；所述导光臂与所述切换模块连接，用于控制所述第一激光或第二激光的输出方向。本发明提供的被动调Q皮秒激光器，提高了祛除真皮层色素的效率。

Description

一种被动调Q皮秒激光器
技术领域
本发明实施例涉及光学技术领域，尤其涉及一种被动调Q皮秒激光器。
背景技术
人的皮肤上经常会有先天或后天的色素沉着形成的斑点，而色素在皮内的深浅不同、色素的颜色不同，影响皮肤的美观。近年来，新型激光的出现、发展和成功应用，使得美容医学的发展进入了一个崭新的阶段，为美容祛斑提供了一个强有力的治疗手段。
现有技术条件下，目前祛除斑点大多采用激光祛斑法，即利用 10纳秒级的激光脉冲，瞬间可以透过皮肤的表皮到达皮肤的深层，使皮肤内部的色素颗粒瞬间粉碎，粉碎的色素颗粒会被人体的巨噬细胞吞噬后，慢慢运走，但巨噬细胞只有20-50微米大小，并不是所有的色素颗粒都能粉碎到那样的程度，余下的无法被吞噬的色素颗粒要再次用激光击碎，而被吞噬了的色素颗粒也要巨噬细胞用2-3个月才能运走，所以需要经过5～8次反复的激光祛除，才能达到彻底的治疗。
因此，如何提出一种皮秒激光器提高祛除真皮层色素的效率是是目前业界亟待解决的重要课题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供一种被动调Q皮秒激光器。
一方面，本发明实施例提供一种被动调Q皮秒激光器，包括光路装置和导光臂，其中：
所述光路装置包括：
皮秒种子光源模块，用于提供初始激光，并所述初始激光进行被动调Q处理获得皮秒脉冲激光；
光路传输模块，用于接收所述皮秒脉冲激光，并对所述皮秒脉冲激光进行放大处理和传输，获得第一激光；
切换模块，用于接收所述第一激光，并对所述第一激光进行输出；或者，对所述进行第一激光进行倍频处理获得第二激光，并对所述第二激光进行输出；
所述导光臂与所述切换模块连接，用于控制所述第一激光或第二激光的输出方向。
本发明实施例提供的被动调Q皮秒激光器，通过对皮秒种子光源模块输出的皮秒脉冲激光进行被动调Q处理和多级放大处理，，使激光能量在极短的时间内释放，形成巨脉冲，穿透表皮，到达真皮层的色素团，将色素组织击碎，提高了祛除真皮层色素的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的被动调Q皮秒激光器的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的皮秒种子光源模块的结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的光路传输模块的结构示意图；
图4为本发明另一实施例提供的光路传输模块的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的光处理单元的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的切换模块的结构示意图；
图7为本发明又一实施例提供的被动调Q皮秒激光器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明一实施例提供的被动调Q皮秒激光器的结构示意图，如图1所示，本实施例提供一种被动调Q皮秒激光器，包括：包括光路装置101和导光臂102，其中：
所述光路装置101包括：
皮秒种子光源模块103，用于提供初始激光，并对所述初始激光进行被动调Q处理，获得皮秒脉冲激光；
光路传输模块104，用于接收所述皮秒脉冲激光，并对所述皮秒脉冲激光进行放大处理和传输，获得第一激光；
切换模块105，用于接收所述第一激光，并对所述第一激光进行输出；或者，对所述进行第一激光进行倍频处理获得第二激光，并对所述第二激光进行输出；
所述导光臂102通过导光臂转接口与切换模块105连接，用于控制所述第一激光或第二激光的输出方向。
具体地，皮秒种子光源模块103提供的皮秒脉冲激光通过所述光路传输模块104的放大处理和传输，获得所述第一激光，所述切换模块可以通过位置调节，直接将所述第一激光进行输出，也可以对所述第一激光进行倍频处理后获得第二激光，并将所述第二激光进行输出，从而实现对输出的激光的切换；所述导光臂102与切换模块105 连接，通过位置移动来控制所述第一激光或第二激光的输出方向，从而有针对性的进行真皮层的色素祛除。
本发明实施例提供的被动调Q皮秒激光器，通过对皮秒种子光源模块输出的皮秒脉冲激光进行被动调Q处理和放大处理，使激光能量在极短的时间内释放，形成巨脉冲，穿透表皮，到达真皮层的色素团，将色素组织击碎，提高了祛除真皮层色素的效率。
图2为本发明一实施例提供的皮秒种子光源模块的结构示意图，如图2所示，本发明实施例提供的皮秒种子光源模块包括泵浦源201、激光晶体202和可饱和吸收体介质203，激光晶体202设置在泵浦源 201和可饱和吸收体介质203之间，其中：
泵浦源201，用于提供泵浦激光；
激光晶体202，用于吸收所述泵浦激光，并对所述泵浦激光进行处理获得所述初始激光；
可饱和吸收体介质203，用于对所述初始激光进行被动调Q处理，获得所述皮秒脉冲激光。
在上述实施例的基础上，进一步地，泵浦源201为30W光纤耦合的半导体激光器；相应地，所述泵浦激光波长为885nm。
在上述实施例的基础上，进一步地，激光晶体203为Nd：YAG 晶体，所述Nd:YAG晶体一面镀有1064nm增透膜，另一面镀有 1064nm高反、885nm增透膜；相应地，所述初始激光的波长为 1064nm。
在上述实施例的基础上，进一步地，可饱和吸收体介质203为 Cr+4：YAG，所述Cr+4：YAG的初始透过率为60％，且所述Cr+4： YAG一面镀有1064nm增透膜，另一面镀有1064nm部分透过膜；相应地，所述皮秒脉冲激光为脉宽为600ps的激光。
具体地，参看图2，30W光纤耦合的半导体激光器(泵浦源201) 发出波长为885nm的泵浦激光，所述泵浦激光依次经过设置于所述半导体激光器和所述Nd:YAG晶体(激光晶体202)之间的准直镜204 和聚焦镜205，然后通过一面镀有1064nm增透膜，另一面镀有1064nm高反、885nm增透膜的所述Nd：YAG晶体(激光晶体202)之后，输出波长为1064nm的所述初始激光，所述初始激光再通过所述一面镀有1064nm增透膜，另一面镀有1064nm部分透过膜的所述Cr+4： YAG(可饱和吸收体介质203)，输出脉宽为600ps的激光，即所述皮秒脉冲激光。
图3为本发明一实施例提供的光路传输模块的结构示意图，如图3所示，本发明实施例提供的光路传输模块包括光处理单元301和多级放大器302，其中：
光处理单元301用于接收所述皮秒脉冲激光，并对所述皮秒脉冲激光进行处理，使得所述皮秒脉冲激光单向输入所述多级放大器302；
多级放大器302包括多个灯泵放大器303，各灯泵放大器303的两侧分别设置有45°偏振片304，用于接收所述皮秒脉冲激光，并对所述皮秒脉冲激光进行放大处理。
具体地，参看图3，从皮秒种子光源模块输出的皮秒脉冲激光，通过所述光处理单元之后，单向输入所述多级放大器302，所述皮秒脉冲激光经过所述多级放大器302进行放大处理后，产生波长为 1064nm且能量大于500mJ的第一激光。其中，所述灯泵放大器303 均为氙灯泵浦，所述氙灯泵浦的增益介质为Nd:YAG晶体 (Φ7×100mm)。
图4为本发明另一实施例提供的光路传输模块的结构示意图，如图4所示，本发明实施例提供的光路传输模块包括光处理单元401和多级放大器402，所述光处理单元401与上述实施例中的光处理单元 301一致，多级放大器402包括多个灯泵放大器403，各灯泵放大器 303的两侧分别设置有直角棱镜404，用于折转光路，并对所述皮秒脉冲激光进行放大处理和传输；其中，灯泵放大器403与上述实施例中的灯泵放大器303一致。
图5为本发明实施例提供的光处理单元的结构示意图，如图5所示，本发明实施例提供的光处理单元包括沿水平方向依次设置的第一偏振片501、光隔离器502、第二偏振片503，其中：
第一偏振片501用于接收所述皮秒脉冲激光，并对所述皮秒脉冲激光进行起偏，获得第一偏振皮秒脉冲激光；
光隔离器502包括FR旋光器504和1/2波片505，用于接收所述第一偏振皮秒脉冲激光，并对所述第一偏振皮秒脉冲激光进行处理，使得所述第一偏振皮秒脉冲激光单向通过所述第二偏振片；
第二偏振片503用于接收所述第一偏振皮秒脉冲激光，并对所述第一偏振皮秒脉冲激光再次起偏，获得第二偏振皮秒脉冲激光。
具体地，参看图5，从所述皮秒种子光源模块输出的皮秒脉冲激光经过所述第一偏振片进行起偏，获得第一偏振皮秒脉冲激光，然后，所述第一偏振皮秒脉冲激光经过所述FR旋光器504(Φ5×60mm)使所述第一偏振皮秒脉冲激光的偏振方向旋转45°，所述F-R旋光器右侧安装有1/2波片，二者构成光隔离器502，使皮秒脉冲激光单向输入所述多级放大器，避免返回光损伤。
图6为本发明实施例提供的切换模块的结构示意图，如图6所示，本发明实施例提供的切换模块包括倍频晶体601，倍频晶体601为 LBO晶体，用于对所述切换模块接收到的所述第一激光进行倍频处理。
具体地，参看图6，所述第一激光通过所述偏振片603进行折转之后输出，通过调整所述偏振片602的角度，可以将接收到的所述第一激光直接通过偏振片602将波长为1064nm的所述第一激光进行输出；或者，调整所述偏振片602的角度，将接收到的所述第一激光所述通过所述倍频晶体601进行倍频处理后，输出波长为532nm且能量大于200mJ的第二激光。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述导光臂顶端设置有DOE 二维分束镜头，用于均匀输出所述第一激光或第二激光。
在上述实施例的基础上，本发明实施例提供的被动调Q皮秒激光器在光路装置和导光臂的基础上，还包括钣金机壳，其中：
钣金机壳包裹于光路装置的外部，且所述钣金机壳表面设置有可操作界面，所述操作界面通过控制电路与光路装置连接，用于控制所述光路装置。
具体地，所述钣金机壳包裹于所述光路装置的外部，设置于所述钣金机壳表面的所述可操作界面通过控制电路与所述光路装置连接，操作人员可以根据需要的激光的类型，通过所述可操作界面调整所述光路装置中的切换模块，进行输出的激光的切换。
图7为本发明又一实施例提供的被动调Q皮秒激光器的结构示意图，下面结合图7对本发明实施例提供的被动调Q皮秒激光器的工作流程进行说明，具体如下：
30W光纤耦合的半导体激光器701发出波长为885nm的泵浦激光，所述泵浦激光依次经过设置于所述半导体激光器701和所述 Nd:YAG晶体704之间的准直镜702和聚集镜703，然后通过一面镀有1064nm增透膜，另一面镀有1064nm高反、885nm增透膜的所述 Nd：YAG晶体704之后，输出波长为1064nm的所述初始激光，所述初始激光再通过所述一面镀有1064nm增透膜，另一面镀有1064nm 部分透过膜的所述Cr+4：YAG 705，输出脉宽为600ps的激光，即所述皮秒脉冲激光。
所述Cr+4：YAG 705输出的所述皮秒脉冲激光，经过所述第一偏振片706进行起偏，获得第一偏振皮秒脉冲激光，然后，所述第一偏振皮秒脉冲激光经过所述FR旋光器707(Φ5×60mm)使所述第一偏振皮秒脉冲激光的偏振方向旋转45°，F-R旋光器707右侧安装有1/2波片708，二者构成光隔离器709，使皮秒脉冲激光经过45°偏振片 710折转后，单向输入多级放大器711，避免返回光损伤。
多级放大器711包括一级放大器712、二级放大器713、三级放大器714以及分别设置在一级放大器712两侧的45°偏振片715和 45°偏振片716、分别设置在二级放大器713两侧的45°偏振片717 和45°偏振片718、分别设置在三级放大器714两侧的45°偏振片 719和45°偏振片720。所述皮秒脉冲激光经过45°偏振片715折转后，输入所述一级放大器712进行一级放大，然后依次经过45°偏振片716和45°偏振片717的折转后，输入二级放大器713进行二级放大，然后依次经过45°偏振片718和45°偏振片719的折转后，输入三级放大器714进行三级放大，产生波长为1064nm且能量大于 500mJ的第一激光，然后所述第一激光依次经过45°偏振片720和 45°偏振片721的折转之后，输入切换模块722，所述第一激光可以经过切换模块722内部的45°偏振片723和45°偏振片724对所述第一激光进行输出，也可以通过倍频晶体725进行倍频处理后，输出波长为532nm且能量大于200mJ的第二激光。所述第一激光或所述第二激光通过导光臂726输出至需要进行祛除色素的位置，击碎色素组织。
以上所描述的被动调Q皮秒激光器实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种被动调Q皮秒激光器，其特征在于，包括光路装置和导光臂，其中：
所述光路装置包括：
皮秒种子光源模块，用于提供初始激光，并对所述初始激光进行被动调Q处理，获得皮秒脉冲激光；
光路传输模块，用于接收所述皮秒脉冲激光，并对所述皮秒脉冲激光进行放大处理和传输，获得第一激光；
切换模块，用于接收所述第一激光，并对所述第一激光进行输出；或者，对所述进行第一激光进行倍频处理获得第二激光，并对所述第二激光进行输出；
所述导光臂与所述切换模块连接，用于控制所述第一激光或第二激光的输出方向。
2.根据权利要求1所述的被动调Q皮秒激光器，其特征在于，所述皮秒种子光源模块包括泵浦源、激光晶体和可饱和吸收体介质，所述激光晶体设置在所述泵浦源和所述可饱和吸收体介质之间，其中：
所述泵浦源，用于提供泵浦激光；所述激光晶体，用于吸收所述泵浦激光，并对所述泵浦激光进行处理获得所述初始激光，；
所述可饱和吸收体介质，用于对所述初始激光进行被动调Q处理，获得所述皮秒脉冲激光。
3.根据权利要求2所述的被动调Q皮秒激光器，其特征在于，所述泵浦源为30W光纤耦合的半导体激光器；相应地，所述泵浦激光波长为885nm。
4.根据权利要求2所述的被动调Q皮秒激光器，其特征在于，所述激光晶体为Nd：YAG晶体，所述Nd:YAG晶体一面镀有1064nm增透膜，另一面镀有1064nm高反、885nm增透膜；相应地，所述初始激光的波长为1064nm。
5.根据权利要求2所述的被动调Q皮秒激光器，其特征在于，所述可饱和吸收体介质为Cr+4：YAG，所述Cr+4：YAG的初始透过率为60％，且所述Cr+4：YAG一面镀有1064nm增透膜，另一面镀有1064nm部分透过膜；相应地，所述皮秒脉冲激光为脉宽为600ps的激光。
6.根据权利要求1所述的被动调Q皮秒激光器，其特征在于，所述光路传输模块包括光处理单元和多级放大器，其中：
所述光处理单元用于接收所述皮秒脉冲激光，并对所述皮秒脉冲激光进行处理，使得所述皮秒脉冲激光单向输入所述多级放大器；
所述多级放大器包括多个灯泵放大器，各所述灯泵放大器的两侧分别设置有45°偏振片，用于接收所述皮秒脉冲激光，并对所述皮秒脉冲激光进行放大处理和传输。
7.根据权利要求6所述的被动调Q皮秒激光器，其特征在于，所述光处理单元包括沿水平方向依次设置的第一偏振片、光隔离器、第二偏振片，其中：
所述第一偏振片用于接收所述皮秒脉冲激光，并对所述皮秒脉冲激光进行起偏，获得第一偏振皮秒脉冲激光；
所述光隔离器包括FR旋光器和1/2波片，用于接收所述第一偏振皮秒脉冲激光，并对所述第一偏振皮秒脉冲激光进行处理，使得所述第一偏振皮秒脉冲激光单向通过所述第二偏振片；
所述第二偏振片用于接收所述第一偏振皮秒脉冲激光，并对所述第一偏振皮秒脉冲激光再次起偏，获得第二偏振皮秒脉冲激光。
8.根据权利要求1所述的被动调Q皮秒激光器，其特征在于，所述切换模块包括倍频晶体，所述倍频晶体为LBO晶体，用于对所述切换模块接收到的所述第一激光进行倍频处理。
9.根据权利要求1所述的被动调Q皮秒激光器，其特征在于，所述导光臂顶端设置有DOE二维分束镜头，用于均匀输出所述第一激光或第二激光。
10.根据权利要求1-7所述的被动调Q皮秒激光器，其特征在于，所述皮秒激光器还包括钣金机壳，其中：
所述钣金机壳包裹于所述光路装置的外部，且所述钣金机壳表面设置有可操作界面，所述操作界面通过控制电路与所述光路装置连接，用于控制所述光路装置。
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