CN109009429A - 用于激光消融的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于激光消融的装置，所述用于激光消融的装置包括石英玻璃光纤和石英玻璃散射头，在一些情况下还包括接头和/或套管，其中石英玻璃光纤和石英玻璃散射头通过放电熔接实现连接，所述石英玻璃散射头为含有散射微粒的石英玻璃结构。通过放电熔接，本发明的用于激光消融的装置具有较高的结构强度，通过石英玻璃散射头的结构设计，使得沿径向散射出的激光具有相对一致的强度。

Description

用于激光消融的装置

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及用于激光消融的装置。

背景技术

激光消融治疗肿瘤和癫痫等疾病的研究自20世纪80年代开始以来，已经取得了长足的进步。人们不断研究改进激光出射的方式，从直接出射到定向反射，再到通过透镜等光学方式逐步扩大范围。尽管定向反射光纤探头在准确消融方面有很强实用性，但是消融范围过小一直是不可避免的缺点。

近年来，人们朝着使激光可以径向射出的目标而不断努力，例如使用化学腐蚀包层在光纤末端形成径向出光区域的散射光纤探头；通过在光纤末端包层上加工螺旋刻纹，形成散射光纤探头等。但使用化学腐蚀或机械的方法在光纤外壳上形散射区域，影响了光纤结构一致性，通常不能形成理想范围的散射光，实现比较理想的均匀的消融效果。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了用于激光消融的装置，其具有简洁的结构设计，较强结构强度，简便的生产工艺，较小的直径，沿轴向散射出的激光具有相对一致的强度。并且还提供了制造用于激光消融之装置的方法。

在一个方面，本发明提供了用于激光消融的装置，其包括：石英玻璃光纤和石英玻璃散射头；其中石英玻璃光纤的远端和石英玻璃散射头的近端通过放电熔接实现连接，石英玻璃散射头为含有散射微粒的石英玻璃结构。

根据一个优选的实施方案，本发明提供了用于激光消融的装置，其中，石英玻璃散射头中的散射微粒均匀分布。

根据另一个优选的实施方案，本发明提供了用于激光消融的装置，其中，石英玻璃散射头中散射微粒的浓度沿着轴线从近端到远端各不相同。进一步地，其中散射微粒的大小也不相同，从近端到远端变大或变小，所述变大或变小可以是渐进式的也可以是阶段式的。

前文所述的任一种用于激光消融的装置，其中，石英玻璃散射头中的散射微粒选自以下任一：气泡、固体散射颗粒、气泡和固体散射颗粒二者。在一些实施方案中，石英玻璃散射头的某些部分可以只含有气泡或者固体散射颗粒，而其他部分可以含有气泡和固体散射颗粒二者。

更进一步地，在本发明提供的用于激光消融的装置中，气泡中的气体选自以下任一：空气、氮气和氦气；固体散射颗粒选自以下任一：熔点高于二氧化硅颗粒的金属颗粒、熔点高于二氧化硅颗粒的金属氧化物颗粒、及前述二者的混合物。更具体地，固体散射颗粒选自任一：二氧化锆颗粒、二氧化钛颗粒、以及二氧化锆颗粒与二氧化钛颗粒的混合物。

根据一个优选的实施方案，本发明提供了用于激光消融的装置，其中，石英玻璃散射头的远端连接圆锥状透光石英玻璃材料。

在一个实施方案中，本发明提供了用于激光消融的装置，其还包括接头，接头用于与激光发生器连接，接头可以是任何合适的接头。

进一步地，本发明提供的用于激光消融的装置还包括套管。在一些实施方案中，套管为单层套管；在另一些实施方案中，套管为多层冷却套管；套管的材料选自以下任一：聚碳酸酯(polycarbonate)、聚氨酯(polyurethane)、聚乙烯、聚丙烯、硅树脂、尼龙、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚四氟乙烯(PTFE)、ABS塑料(Acrylonitrile ButadieneStyrene plastic)、聚丁二酸乙二醇酯(PES)、聚醚醚酮(PEEK)、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)。

根据一个优选的实施方案，在本发明提供的用于激光消融的装置中，冷却套管中的冷却剂可以为液体或气体，优选地使用生理盐水作为冷却剂。

在一个优选的实施方案中，本发明提供了用于激光消融的装置，其包括石英玻璃光纤、石英玻璃散射头、接头和套管。

在一个实施方案中，本发明提供了用于激光消融的装置，其中，石英玻璃散射头由至少两个含有不同浓度的散射微粒的部分组成，不同的部分之间通过放电熔接连接。

在一个优选的实施方案中，本发明提供了用于激光消融的装置，其中，石英玻璃散射头由两个含有不同浓度的散射微粒的部分组成。

在一个优选的实施方案中，本发明提供了用于激光消融的装置，其中，石英玻璃散射头由三个含有不同浓度的散射微粒的部分组成。

在另一个优选实施方案中，本发明提供了用于激光消融的装置，其中，石英玻璃散射头由三个含有不同浓度散射微粒的部分组成，不同的部分之间通过放电熔接连接，其中第三部分的散射微粒为气泡，第二部分的散射微粒为气泡和固体散射颗粒，第一部分的散射微粒为固体散射颗粒。进一步地，在一些实施方案中，所述第三部分中散射微粒的浓度小于所述第二部分中散射微粒的浓度，所述第二部分中散射微粒的浓度小于所述第一部分中散射微粒的浓度。在一些实施方案中，本发明提供了用于激光消融的装置，其省略了第一部分、第二部分和第三部分中的一个部分。

在另一个优选实施方案中，本发明提供了用于激光消融的装置，其中，石英玻璃散射头由三个含有不同尺寸之散射微粒的部分组成，不同的部分之间通过放电熔接连接，其中第三部分的气泡平均直径大于第二部分的气泡平均直径，第二部分的气泡直径大于第一部分的气泡直径，第三部分的近端与石英玻璃光纤连接，第三部分的远端与第二部分的近端连接，第二部分的远端与第一部分的近端连接。

在又一个优选实施方案中，本发明提供了用于激光消融的装置，其中，石英玻璃散射头由三个含有不同尺寸之散射微粒的部分组成，不同的部分之间通过放电熔接连接，其中第三部分的固体散射颗粒平均直径小于第二部分的固体散射颗粒平均直径，第二部分的固体散射颗粒平均直径小于第一部分的固体散射颗粒平均直径，第三部分的近端与石英玻璃光纤连接，第三部分的远端与第二部分的近端连接，第二部分的远端与第一部分的近端连接。

第二个方面，本发明提供了用于激光消融的装置，其包括石英玻璃光纤、石英玻璃套管、含有散射微粒的凝胶；其中石英玻璃套管通过放电熔接与石英玻璃光纤的包层连接，石英玻璃套管的内径不小于石英玻璃光纤包层的外径，含有散射微粒的凝胶位于由所述石英玻璃套管和所述石英玻璃光纤的包层连接后形成的圆柱形空腔内。

在一个优选实施方案中，本发明提供了第二方面的用于激光消融的装置，其中凝胶中散射微粒的浓度沿着轴线从近端到远端各不相同。进一步地，在一个优选实施方案中，本发明提供了第二方面的用于激光消融的装置，其中凝胶按照散射微粒的浓度从近端到远端分为第三部分、第二部分和第一部分，所述第三部分中散射微粒的浓度小于所述第二部分中散射微粒的浓度，所述第二部分中散射微粒的浓度小于所述第一部分中散射微粒的浓度。

在另一个优选的实施方案中，本发明提供了第二方面的用于激光消融的装置，其还包括接头。在另一个优选的实施方案中，本发明提供了第二方面的用于激光消融的装置，其还包括套管。在一个优选实施方案中，本发明提供了第二方面的用于激光消融的装置，其还包括套管和接头。进一步地，所述套管可以为单层套管或冷却套管。

前文所述的用于激光消融的装置，特别适用于在脑部进行的手术。所述光纤特别适合传输红外光并且可以兼容磁共振成像。在某些实施方案中，光纤的结构除了所描述的纤芯、包层、涂覆层，还可以具有保护层，例如塑料保护层等，也作为本发明的用于激光消融的装置的一部分。

在第三个方面，本发明提供了制造第一方面描述的用于激光消融之装置的方法，其包括：

制造石英玻璃散射头并将其近端用切割刀切平，在石英玻璃散射头包含一个以上含有不同浓度散射微粒的部分的情况下，先单独制造石英玻璃散射头的各个部分，将石英玻璃散射头的不同部分的两端用切割刀切平，并按照预定顺序使用放电熔接进行连接形成石英玻璃散射头后，再将其近端切平；

将石英玻璃光纤的远端用切割刀切平；

将经切平的石英玻璃光纤远端的中心与经切平的石英玻璃散射头部分近端的中心对齐，通过电弧放电进行放电熔接；

在上述用于激光消融的装置还包括接头的情况下，还包括在光纤的另一端添加接头；

在用于激光消融的装置还包括接头和套管的情况下，还包括石英玻璃光纤和石英玻璃散射头部分的外部添加套管。

在本方法中，没有严格的先后顺序，例如当石英玻璃散射头具有至少两个部分时，无论先进行各个部分之间的连接，然后在进行石英玻璃散射头与石英玻璃光纤的连接；还是先将石英玻璃散射头的一个部分先与石英玻璃光纤连接，再依次连接石英玻璃散射头的其他部分，都能实现本方法，获得所需的装置。此处所述的远端和近端指的是装置配置好以后相对与激光器的远近进行的描述，光纤和均质石英玻璃散射头的任意一端均可以作为近端，另一端作为远端，但非均质石英玻璃散射头的近端和远端为固定的。

石英玻璃散射头的制作，可以通过多种其他方法实现，一种方法是制造含有所需浓度之散射微粒的石英玻璃母体，然后从其上切割加工出石英玻璃散射头或石英玻璃散射头的某一部分。另一种方法是通过熔化合适形状和体积大小的二氧化硅晶粒直接获得石英玻璃散射头或石英玻璃散射头的一部分，其中二氧化硅晶粒中可根据需要掺杂一定浓度的散射微粒。还有一种方法是制作模具，将掺入不同浓度之散射微粒的二氧化硅煤烟粉末，按照预定顺序和体积加入，之后通过加热融化，直接形成含有不同部分的石英玻璃散射头。

在第四个方面，本发明提供了制造第二方面描述的用于激光消融之装置的方法，其包括：

将石英玻璃光纤一端的一段长度的包层之外的部分剥离，露出包层；

将内径稍大于包层外径的石英玻璃套管套在包层外，石英玻璃套管的长度大于露出来的包层的长度；

通过放电熔接将包层与石英玻璃套管熔接为一体，石英玻璃套管的一部分形成一个未完全封闭的腔体；

将含有散射微粒的液态凝胶注入腔体中；液态凝胶凝固后形成了用于激光消融的装置。

在拥有多个含有不同散射微粒浓度的凝胶部分时，可以依次将含有不同浓度之散射微粒的凝胶注入腔体，待其凝固后可得到所需装置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。附图中的结构仅为示例性的，而非实际比例，为了方便理解，可能与实际比例有所不同。部分附图中的某些非重要部分被省略，例如，在某些光纤中，还会有保护层的存在，在一些附图中，保护层未示出。

图1为根据本发明的一个实施例提供的用于激光消融之装置的示意图，一个示例性用于激光消融的装置10，其包括接头11，石英玻璃光纤12和石英玻璃散射头13；

图2为根据本发明的一个实施例提供的用于激光消融之装置的局部示意图，一个示例性的用于激光消融之装置的局部20，示出了纤芯21，包层22，涂覆层23，石英玻璃散射头24，散射微粒25；

图3为根据本发明的一个实施例提供的用于激光消融之装置的局部示意图，一个示例性的用于激光消融之装置的局部30，示出了纤芯31，包层32，涂覆层33，石英玻璃散射头34，散射微粒35；

图4为根据本发明的一个实施例提供的用于激光消融之装置的局部示意图，一个示例性的用于激光消融之装置的局部40，示出了纤芯41，包层42，涂覆层43，石英玻璃散射头44，石英玻璃散射头的第一部分45，第二部分46，第三部分47；

图5为根据本发明的一个实施例提供的用于激光消融之装置的局部示意图，一个示例性的用于激光消融之装置的局部50，示出了纤芯51，包层52，涂覆层53，石英玻璃散射头54，石英玻璃散射头的第一部分55，第二部分56，第三部分57；

图6为根据本发明的一个实施例提供的用于激光消融之装置的局部示意图，一个示例性的用于激光消融之装置的局部60，示出了纤芯61，包层62，涂覆层63，石英玻璃散射头64，石英玻璃散射头的第一部分67，第二部分68，第三部分69，锥形透光石英玻璃65，单层套管66；

图7为根据本发明的一个实施例提供的用于激光消融之装置的局部示意图，一个示例性的用于激光消融之装置的局部70，示出了纤芯71，包层72，涂覆层73，石英玻璃散射头74，石英玻璃散射头的第一部分76，第二部分77，第三部分78，锥形透光石英玻璃75，以及位置A-A，B-B和C-C处的三个剖面；

图8为根据本发明的一个实施例提供的用于激光消融之装置的示意图，其具有多层冷却套管，示出了用于激光消融的装置80，其具有石英玻璃光纤81，进口组件82，出口组件83，冷却套管内管84，冷却套管外管86，石英玻璃散射头85，出口87，进口88。

图9是根据本发明另一方面的一个实施方案的局部示意图，一个示例性的用于激光消融之装置的局部90，示出了纤芯91，包层92，涂覆层和保护层93，石英玻璃套管94，第一部分含散射微粒的凝胶95，第二部分含散射微粒的凝胶96，第三部分含散射微粒的凝胶97，还显示了A-A、B-B、C-C和D-D位置处的剖面图。

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，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

定义：

本文使用的术语具有领域内普通技术人员通常理解的科学含义，但为了更清楚的描述本发明，对一些词汇的含义限定如下，如果与本文之外的定义冲突，以本文的定义为准。

近端：本文中所述近端是指用于激光消融的装置中、装置整体、石英玻璃光纤、石英玻璃散射头等在所处的上下文里，工作状态下连接激光发生器后相对而言靠近激光发生器的一端。

远端：本文中所述远端是指用于激光消融的装置中，装置整体、石英玻璃光纤、石英玻璃散射头等在所处的上下文里，工作状态下连接激光发生器后相对而言远离激光发生器的一端。

石英玻璃光纤：纤芯和包层部分主要由二氧化硅构成，适合传输电磁波(特别是红外线)，进行放电熔接，并且可以兼容磁共振的光纤。

石英玻璃：主要由二氧化硅构成的玻璃，可以掺杂有气泡、固体散射颗粒等，并且兼容磁共振成像。

实施例一：

参照图1和图2，图1示出了根据本发明的一个实施方案的用于激光消融之装置的示意图，用于激光消融的装置10包括接头11，石英玻璃光纤12和石英玻璃散射头13，并示出了局部I的放大图，石英玻璃散射头的直径大于或等于石英玻璃光纤纤芯的直径，优选地大于或等于石英玻璃光纤包层的外径。石英玻璃散射头中的散射微粒的浓度可以相同浓度或沿轴向以不同的浓度分布。所述接头11的形状只是示意性的，可以和激光发生器完成连接的任何结构均可，并且在一些实施例中接头11可以不做为本发明装置的一部分而独立存在，即本发明的装置仅包含石英玻璃光纤和石英玻璃散射头。石英玻璃光纤12和石英玻璃散射头13的长度可以根据需要进行调整。

图2是局部I的一种具体实例沿轴向的剖面图，其中石英玻璃散射头24中包含气泡。界面A-A显示了石英玻璃散射头的圆柱状结构。石英玻璃散射头掺杂的散射微粒是气泡时，由于石英玻璃的折射率n₁大于空气的折射率n₂，当界面上的入射角度大sin^-1(n₂/n₁)时，光纤发生全发射，小于sin^-1(n₂/n₁)时，激光继续向前传播，从而形成沿轴向延伸的径向出光散射。气泡里的气体由石英玻璃散射头加工过程中的气体气氛决定，例如在空气气氛下就是空气，在氢气气氛下就是氢气，在氮气气氛下就是氮气。

实施例二：

参照图1和图3，图1中的结构描述与实施例1中相同，不再重复描述，图3是局部I的另一种具体实例沿轴向的剖面图，示出了纤芯31，包层32，涂覆层33，石英玻璃散射头34，散射微粒35，其中散射微粒35为固体散射颗粒，可以为任何熔点高于二氧化硅颗粒金属颗粒或熔点高于二氧化硅颗粒的金属氧化颗粒及其混合物，例如二氧化钛、二氧化锆、以及二者的混合物。

实施例三：

参照图1和图4，图1中的结构描述与实施例1中相同，不再重复描述，图4是局部I的另一个实例沿轴向的剖面图，示出了纤芯41，包层42，涂覆层43，石英玻璃散射头44，石英玻璃散射头的第一部分45，第二部分46，第三部分47；这个实例展示了含有单一散射微粒的第一部分、第二部分和第三部分中散射微粒浓度的不同，由于激光随着在轴向上传输距离的增加而减弱，所以需要调节散射微粒浓度以平衡激光散射沿轴向的强度变化。三个部分中散射微粒的浓度可以成指数变化，例如第一部分45的散射微粒浓度：第二部分46的散射微粒浓度：第三部分47的散射微粒浓度＝4:2:1，第一部分45的散射微粒浓度：第二部分46的散射微粒浓度：第三部分47的散射微粒浓度＝9:3:1等。第一部分，第二部分和第三部分的长度也可以根据实际情况调整，一般情况下，第一部分的长度小于第二部分的长度，第二部分的长度小于第三部分的长度，例如第一部分的长度：第二部分的长度：第三部分的长度＝1:3:6，第一部分的长度：第二部分的长度：第三部分的长度＝2:5:13等。图4中的平行箭头表示在理想情况下，石英玻璃光纤传输的激光经过石英玻璃散射头以后，360°沿径向近似均匀射出的情况。散射微粒可以根据实际需要，选择气泡或固体散射颗粒，或者气泡和固体散射颗粒同时存在。

散射微粒不仅可以有分布密度上的变化，也可以有大小上的变化，虽然附图4中的散射微粒直径并无区别，但可以理解，第一部分、第二部分和第三部分中散射微粒的平均直径可以不同。例如，在气泡的情况下，第三部分47中的气泡平均直径大于第二部分46中的气泡平均直径，第二部分中的气泡平均直径大于第一部分中的气泡平均直径。例如，在一个实例中，第一部分的气泡平均直径：第二部分的气泡平均直径：第三部分的气泡平均直径＝1:2:3。

实施例四：

参照图1和图5，图1中的结构描述与实施例1中相同，不再重复描述，图5是局部I的另一个实例沿轴向的剖面图，示出了纤芯51，包层52，涂覆层53，石英玻璃散射头54，石英玻璃散射头的第一部分55，第二部分56，第三部分57；其体现了含有一种以上的散射微粒的一个实例。一般情况下，气泡的光线散射能力弱于固体散射颗粒，光线透射能力强于固体散射颗粒，同时考虑到激光强度沿着轴线，从石英玻璃散射头的近端传播到远端(即从第三部分经第二部分传输到第一部分)不断减弱的过程，将近端(第三部分57)中的散射微粒设置为气泡，将第二部分56中的散射微粒设置为气泡和固体散射颗粒，将第三部分55中的散射微粒设置为固体散射颗粒。散射微粒的密度，以及不同部分长度的比例可以参照实施例三的描述。

实施例五：

参照图1和图6，图1中的结构描述与实施例1中相同，但未显示出套管，图6是局部I的另一种具体实例沿轴向的剖面图，其示出了纤芯61，包层62，涂覆层63，石英玻璃散射头64，石英玻璃散射头的第一部分67、第二部分68、第三部分69，锥形透光石英玻璃65，以及单层套管66；所述单层套管在方便组装的情况下，内径和管壁厚度均尽量的小，以减小穿刺造成的创伤，单层套管66可以由透光性良好的可直接接触组织的医用材料制成，当单层套管的材料硬度足够大时，可以直接进行穿刺，而无需导丝引导。套管的材料选自以下任一：聚碳酸酯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、硅树脂、尼龙、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、ABS塑料、聚丁二酸乙二醇酯、聚醚醚酮、氟化乙烯丙烯共聚物。

实施例六：

参照图1和图7，图1中的结构描述与实施例1中相同，图7是局部I的另一实例沿轴向的剖面图，示出了纤芯71，包层72，涂覆层73，石英玻璃散射头74，石英玻璃散射头的第一部分76、第二部分77、第三部分78，锥形透光石英玻璃75，三个剖面A-A，B-B和C-C显示了石英玻璃散射头成圆柱状，且散射微粒的分布密度沿轴向逐渐增大；在一些无需套管保护或冷却，可以直接使用石英玻璃散射头的情况下，锥形透光石英玻璃75可以便于本发明的装置进入目标位置。石英玻璃散射头成圆柱状可以起到最均匀的散射效果，石英玻璃散射头的截面可以为其他形状(例如椭圆，多边形等)，只要其截面可以完全覆盖石英玻璃光纤纤芯的面积，适于进行放电熔接即可。

实施例七：

参见图8，描述了根据一个实施方案的本发明的带有冷却套管的用于激光消融的装置80，其具有石英玻璃光纤81，进口组件82，出口组件83，冷却套管内管84，冷却套管外管86，石英玻璃散射头85，出口87，进口88。石英玻璃散射头在长时间使用时，因激光散射而导致石英散射头本身温度过高，可能导致周围组织碳化等不利情况出现，使用冷却剂经过冷却套管，降低了石英玻璃散射头的温度，使得激光消融可以进行大体积的消融。冷却剂可以为气体或液体，优选生理盐水。图中的箭头示出了冷却剂的一个流动方向。本领域技术人员应当理解，进口和出口可以互换使用，即进口88做出口，同时出口87做进口。

套管的材料选自以下任一：聚碳酸酯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、硅树脂、尼龙、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、ABS塑料、聚丁二酸乙二醇酯、聚醚醚酮、氟化乙烯丙烯共聚物。

实施例八：

参见图9，描述了本发明的另一方面的一个实施方案，根据一个实例的用于激光消融的装置包括石英玻璃光纤、石英玻璃套管和含有散射微粒的凝胶，为了简约，省略了大部分石英玻璃光纤，并放大了石英玻璃光纤和石英玻璃套管的连接以说明结构细节。图9中具体示出了一个示例性的用于激光消融之装置的局部90，纤芯91，包层92，涂覆层和保护层93，石英玻璃套管94，第一部分含散射微粒的凝胶95，第二部分含散射微粒的凝胶96，第三部分含散射微粒的凝胶97，四个位置A-A、B-B、C-C和D-D处的剖面图。除去石英玻璃光纤的远端一段长度的包层以外的部分，露出包层92，然后将石英玻璃套管94和露出的包层92进行放电熔接，熔接的位置由图中加粗的黑线指示。剖面A-A、B-B、C-C和D-D显示了石英玻璃套管的界面形状为圆形，且石英玻璃套管的空腔中的凝胶中散射微粒浓度由近端至远端逐渐增大，例如第一部分45的散射微粒浓度：第二部分46的散射微粒浓度：第三部分47的散射微粒浓度＝4:2:1，第一部分45的散射微粒浓度：第二部分46的散射微粒浓度：第三部分47的散射微粒浓度＝9:3:1等。

实施例九：

制造实施例6所述的用于激光消融的装置。

制造石英玻璃散射头；以含有三个部分的石英玻璃散射头为例，使用合适大小的二氧化硅颗粒，在空气气氛下进行预先压缩，得到合适的气体体积比例，例如约5％，然后进行升温熔化，可以形成含有气泡的石英玻璃母材，从石英玻璃母材中切割出所需形状和体积，例如长度60毫米，直径400微米的石英玻璃散射头第三部分。石英玻璃母体也可以商业获得。制造石英玻璃散射头第二部分时，基本方法如上，但是需要在二氧化硅颗粒中均匀的掺入所需比例的固体散射颗粒，例如每立方厘米50毫克的二氧化锆颗粒，颗粒直径在20至80纳米之间，优选约50纳米。然后制造石英玻璃散射头第一部分，二氧化硅颗粒均匀掺入固体散射颗粒，例如每立方厘米200毫克二氧化锆颗粒，在氢气或氦气气氛下进行预先压缩，然后进行升温熔化，可以形成几乎没有气泡的石英玻璃母材，然后按前文所述，通过切割形成石英玻璃散射头第一部分。之后通过放电熔接将石英玻璃散射头的三个部分进行熔接，以石英玻璃散射头第一部分和第二部分的熔接过程为例，首先通过真空吸附固定，石英玻璃散射头第一部分和第二部分分别通过夹具固定，使用侧向成像对轴法，对两部分的侧面成像进行图像处理，并通过精密马达系统控制光纤的平移与旋转，从而达到熔接前的对准。然后清洁放电对两个端面进行除尘处理，然后预放电对端面进行预热整形，最后在主放电环境下，使第一部分轴向移动，完成两个部分的熔接。

在石英玻璃散射头为均匀材质时，按照前文所述，制造石英玻璃母材，然后直接从所需的母材中切割即可得到所需石英玻璃散射头。

选择合适的石英玻璃光纤，使用切割刀对一端进行切割，获得平齐的端口，然后与石英玻璃散射头进行放电熔接，具体的对准及熔接过程如上所述。石英玻璃散射头的直径大于光纤纤芯。

在石英玻璃光纤的另一端加上接头，所述接头可以为任何可以连接激光发射器的接头。

在一些实施方案中，在石英玻璃光纤和石英玻璃散射头对应的外部添加套管，套管可以是单层的，仅仅用于提供保护，也可以是多层冷却套管，在使用过程中通过提供冷却剂给石英玻璃散射头降温。冷却剂可以是液体，例如生理盐水，也可以是气体，例如二氧化碳等。

本领域技术人员可以理解，虽然在本实例中使用了三个部分组成石英玻璃散射头，但是更多或更少个部分组成的石英玻璃散射头及其制造方法也包括在本发明中。

实施例十：

制造实施例6所述的用于激光消融的装置的又一种方法。此实例的方法与实施例九的方法过程基本相同，但使用不同的方式获得石英玻璃散射头。

制造所需大小和形状的模具，例如具有直径为400微米，长度为100毫米圆柱体空腔的模具，然后将模具的长轴垂直于地面，首先添加含有较少散射微粒的二氧化硅煤烟粉末(二氧化硅无定型粒子，直径通常在0.5至3纳米)，例如每克二氧化硅煤烟粉末掺入50毫克二氧化锆颗粒，颗粒直径在20至80纳米之间，优选约50纳米，高度占到60毫米；然后再填充每克二氧化硅煤烟粉末掺入100毫克的二氧化锆颗粒的混合物，二氧化锆颗粒的直径约为50纳米，填充高度至90毫米；最后再填充含有较高浓度散射微粒的填料，即每克二氧化硅煤烟粉末掺入200毫克二氧化锆颗粒的混合物，二氧化锆颗粒直径约为50纳米，补满模具体积。然后通过升温熔化，即可形成所需的石英玻璃散射头。二氧化硅煤烟粉末可以被石英砂替代。二氧化锆可以也用二氧化钛颗粒、或者二氧化锆颗粒和二氧化钛颗粒的混合物替代。

实施例十二：

制造实施例6所述的用于激光消融的装置的另一种方法。此实例的方法与实施例九的方法过程基本相同，但使用不同的方式获得石英玻璃散射头。

制造所需大小和形状的模具，例如具有直径为400微米，长度为60毫米圆柱体空腔的模具，然后将二氧化硅颗粒填充到其中，对模具进行加热，使得二氧化硅颗粒熔化，形成所需的石英玻璃散射头或石英玻璃散射头部分。以含有三个部分的石英玻璃散射头为例，直接添加二氧化硅颗粒，升温熔化后，就会形成含有气泡的石英玻璃散射头第三部分。然后用类似的方法，使用具有直径为400微米，长度为30毫米的圆柱体空腔的第二模具和均匀掺杂固体散射颗粒的二氧化硅颗粒制造出石英玻璃散射头第二部分。最后使用具有直径为400微米，长度为10毫米的圆柱体空腔第三模具，在氢气气氛下向模具中填充均匀掺杂固体散射颗粒的二氧化硅颗粒或者二氧化硅煤烟粉末，升温熔融后形成所需的石英玻璃散射头第三部分。应当理解，三个部分仅作为典型情况进行说明，两个部分或者更多个部分的石英玻璃散射头也可以按照这种方法制作。

实施例十二：

制造实施例8所述的用于激光消融的装置。

选择合适的石英玻璃光纤，以纤芯直径400微米、包层外径440微米的石英玻璃光纤为例，将石英玻璃光纤一端的5毫米长度上包层以外的部分全部除去，包层外径440微米，将内径为440.5微米，外径650微米的石英玻璃套管，利用激光定准，准确的套在光纤包层外，然后使用电弧在石英玻璃套管和包层的接触面上进行放电熔接，参见图9，熔接界面由黑色加粗的线表示。以15毫米长的石英玻璃套管举例，熔接界面的长度为5毫米，剩余形成长度为10毫米，直径为440微米的圆柱体空腔。

然后制备含有不同浓度散射微粒的凝胶溶液，以含有二氧化钛固体颗粒的环氧树脂胶为例，在环氧树脂胶液体状态下分别以50mg/ml、100mg/ml、200mg/ml的比例添加直径约50纳米的二氧化钛颗粒，得到三种含不同浓度的散射微粒的凝胶溶液，命名为第一凝胶溶液，第二凝胶溶液，第三凝胶溶液。使用32G点胶针头，将第一凝胶溶液小心的注入空腔的前半段，大约5至6毫米长度；然后用32G点胶针头，注入3毫米左右的第二凝胶溶液；最后在用32G点胶针头注入1-2毫米的第三凝胶溶液，填满空腔即可。二氧化钛颗粒也可以用二氧化锆颗粒、或者二氧化锆颗粒和二氧化钛颗粒的混合物替代。

室温放置半小时后，环氧树脂胶凝固，得到了所需的散射头。

之后在石英玻璃光纤的另一端添加接头。在一些情况下，最后在石英玻璃光纤和石英玻璃套管外部添加冷却套管。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.用于激光消融的装置，其特征在于，包括：石英玻璃光纤和石英玻璃散射头；其中所述石英玻璃光纤的远端和所述石英玻璃散射头的近端通过放电熔接实现连接，所述石英玻璃散射头为含有散射微粒的石英玻璃结构。

2.根据权利要求1所述的用于激光消融的装置，其特征在于，所述石英玻璃散射头中的散射微粒均匀分布。

3.根据权利要求1所述的用于激光消融的装置，其特征在于，所述石英玻璃散射头中的散射微粒的浓度沿着轴线从近端到远端各不相同。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于激光消融的装置，其特征在于，所述石英玻璃散射头中的散射微粒选自以下任一：气泡、固体散射颗粒、气泡和固体散射颗粒二者。

5.根据权利要求1所述的用于激光消融的装置，其特征在于，还包括套管，所述套管为单层套管或多层冷却套管。

6.根据权利要求1所述的用于激光消融的装置，其特征在于，所述石英玻璃散射头由至少两个含有不同浓度的散射微粒的部分组成，不同的部分之间通过放电熔接连接。

7.根据权利要求6所述的用于激光消融的装置，其特征在于，所述石英玻璃散射头由三个含有不同浓度的散射微粒的部分组成，不同的部分之间通过放电熔接连接，其中第三部分的散射微粒为气泡，第二部分的散射微粒为气泡和固体散射颗粒，第一部分的散射微粒为固体散射颗粒。

8.用于激光消融的装置，其特征在于，包括石英玻璃光纤、石英玻璃套管、含有散射微粒的凝胶；所述石英玻璃套管通过放电熔接与石英玻璃光纤的包层连接，所述石英玻璃套管的内径不小于石英玻璃光纤包层的外径，所述含有散射微粒的凝胶位于由所述石英玻璃套管和所述石英玻璃光纤的包层连接后形成的圆柱形空腔内。

9.制造权利要求1-7中任一项所述的用于激光消融之装置的方法，其特征在于，包括：

制造石英玻璃散射头并将其近端用切割刀切平，在石英玻璃散射头包含一个以上含有不同浓度散射微粒的部分的情况下，先单独制造石英玻璃散射头的各个部分，将石英玻璃散射头的不同部分的两端用切割刀切平，并按照预定顺序使用放电熔接进行连接形成石英玻璃散射头后，再将其近端切平；

将石英玻璃光纤的远端用切割刀切平；

将经切平的石英玻璃光纤远端的中心与经切平的石英玻璃散射头部分近端的中心对齐，通过电弧放电进行放电熔接；

在所述用于激光消融的装置还包括接头的情况下，所述方法还包括在光纤的近端添加接头；

在所述用于激光消融的装置还包括接头和套管的情况下，所述方法还包括在光纤的另一端添加接头，在石英玻璃光纤和石英玻璃散射头部分的外部添加套管。

10.制造权利要求8所述的用于激光消融之装置的方法，其特征在于，包括：

将石英玻璃光纤一端的一段长度的包层之外的部分剥离，露出包层；

将内径稍大于所述包层外径的石英玻璃套管套在所述包层外，所述石英玻璃套管的长度大于所述露出来的包层的长度；

通过放电熔接将所述包层与所述石英玻璃套管熔接为一体，所述石英玻璃套管的一部分形成一个未完全封闭的腔体；

将含有散射微粒的液态凝胶注入所述腔体中；所述液态凝胶凝固后形成了用于激光消融的装置。