CN110441896A - 激光同轴聚焦装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种激光同轴聚焦装置，包括激光输入端口、平面镜、第一凹面镜、第二凹面镜，能够解决以CO2激光为代表的各类红外激光与指示激光经聚焦所形成的焦点直径不一致，焦点无法完全重合，甚至无法同轴的情况，采用反射的方法来代替折射的方法使指示激光与以CO2激光为代表的各类红外激光完全同轴重合，使得显微激光能够广泛应用于以医疗行业为代表的各领域。
Description
技术领域
本发明设计一种激光装置，特别是涉及激光同轴聚焦装置。
背景技术
CO2激光广泛用于医疗和工业加工，一般需要将激光束经光学聚焦后使用。
CO2激光波长10600nm，为不可见激光，在应用时须用可见激光（波长532-650nm）作为指示激光，指示激光必须与CO2激光同轴，使指示激光与CO2激光在靶组织上完全重合，操作人员才能根据指示激光所指示的位置准确使用CO2激光。
现有技术中，先把CO2激光与指示激光合并形成同光路激光束，再使用透镜系统来聚焦。本领域技术人员应当理解，在同一介质中不同波长的折射率不同，指示激光与CO2激光的波长相差悬殊，其焦距明显不同，指示激光的焦距不能代表CO2激光的焦距，造成指示激光经过透镜系统聚焦后在靶组织上形成的光斑直径与CO2激光经过透镜系统聚焦后在靶组织上形成的光斑直径不一致，无法完全重合，形成误差，这种误差，使CO2激光，不能达到最小聚焦光斑，影响了切割和打孔的效果。
上述情况是在透镜和光束处于完全中心对称的理想状态时，仅是焦距不同会产生的误差。但实际上因为透镜材质和加工造成的中心误差、以及导光系统的误差造成的光束偏离输入端口轴心的误差，所以在现有技术中存在的误差远大于理论误差，不仅仅形成的光斑直径不一致，还会造成CO2激光形成的光斑与指示激光形成的光斑无法同轴重合的情况。
为了更好的理解现有技术的缺陷，在说明书附图中列出了现有技术理论上以及实际上的光学系统结构及其在靶组织上形成的光斑。
以上所述CO2激光为激光的典型应用，各类激光在应用的过程中均存在类似的问题。
在目视手术过程中这些误差可以容忍，但是在显微镜下做精细手术时，这种误差会造成严重后果，制约了激光在显微手术为代表的各领域中的应用。
发明内容
发明人考虑到造成两束激光无法完全重合的根本原因是因指示激光与CO2激光的折射率不同，若不采用折射的方法而采用反射的方法就不会出现上述现象，可使指示激光与CO2激光完全同轴重合，使得激光手术以及显微激光手术能够准确进行。
本发明涉及的激光同轴聚焦装置如图1所示，包括激光输入端口、双面平镜、第一凹面镜、第二凹面镜，所述双面平镜中心设有小孔，所述第一凹透镜、小孔、第二凹面镜位于本装置的同一光轴线，所述双面平镜与光轴线夹角为45°，所述双面平镜包括第一平面镜，第二平面镜，所述第一凹面镜和第二凹面镜分别位于双面平镜的两边，所述第一平面镜面向第一凹面镜的凹面，第二平面镜面向第二凹面镜的凹面。
所述激光输入端口，用以将本装置与激光导光系统相连接，所属激光输入端口输入激光包括红外激光与指示激光。
所述第一凹面镜与双面平面镜的相对位置固定。
所述第二凹面镜与双面平面镜的相对位置可以调节。
所述第二凹面镜的焦距与第一凹面镜的焦距可不同也可相同。
所述红外激光与指示激光的合成光束经输入端口射向第一平面镜，反射至第一凹面镜，经第一凹面镜反射并聚焦通过小孔至第二凹面镜，经第二凹面镜反射至第二平面镜，经第二平面镜反射聚焦于靶组织。
所述红外激光为不可见激光，用于实现具体功能，包括并不限于CO2激光，所述指示激光为可见激光，起到指示引导功能。
所述红外激光可包含一种或多种不同波长的红外激光，所述指示激光可包含一种或多种不同波长的可见激光。
附图说明
图1为现有技术理论上的光学系统结构图。
图2为现有技术理论上在靶组织上形成的光斑。
图3为现有技术实际上的光学系统结构图。
图4为现有技术实际上在靶组织上形成的光斑。
图5为本发明实施例提供的一种光学系统结构图。
图6为本发明实施例提供的一种光学系统结构图。
其中，上述附图包括以下附图标记
1、激光输入端口；2、平面镜；21、第一平面镜；22、第二平面镜；3、第一凹面镜；4、第二凹面镜；5、小孔；6、红外激光；7、指示激光；8、反射镜。
具体实施方式
本激光同轴聚焦装置，采用反射镜系统，不使用透镜，所以可使波长相差悬殊的二种激光聚焦成一个焦点。
实施例一
结合图5对本实施例进行说明，含有指示激光与红外激光的合成激光束经过激光输入端口1，照射到中心设有小孔5的平面镜2的第一平面镜21上，通过第一平面镜21反射之后照射到第一凹面镜3，第一凹面镜3的焦距与小孔5重合，第一凹面镜将合成激光束聚焦后通过小孔5照射到第二凹面镜4上，第二凹面镜4将合成激光束聚焦反射到靶组织上，在靶组织上形成聚焦光斑。
其中第一凹面镜与平面镜的相对距离固定，通过调节第二凹面镜与平面镜的相对距离来调节焦距，以获得最合适的焦距。
实施例二
结合图5对本实施例进行说明，含有指示激光与红外激光的合成激光束经过激光输入端口1，照射到中心设有小孔5的平面镜2的第一平面镜21上，通过第一平面镜21反射之后照射到第一凹面镜3，第一凹面镜3的焦距与小孔5重合，第一凹面镜将合成激光束聚焦后通过小孔5照射到第二凹面镜4上，第二凹面镜4将合成激光束聚焦反射到第二平面镜22上，通过第二平面镜22的反射，并经反射镜8在靶组织上形成聚焦光斑，其中反射镜8可操纵激光的方向。
其中第一凹面镜与平面镜的相对距离固定，通过调节第二凹面镜与平面镜的相对距离来调节焦距，以获得最合适的焦距。
本领域内技术人员应当理解，为实现不同的效果，指示激光可为一种或多种不同波长激光，红外激光可为一种或多种不同波长激光。
通过这种方法实现了红外激光与指示激光完全同轴聚焦，本发明能够广泛应用于以医疗行业为代表的各领域，更具体而言，应用于激光手术及激光显微手术。
本领域内技术人员应当理解以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种激光同轴聚焦装置，其特征在于，包括激光输入端口、双面平镜、第一凹面镜、第二凹面镜，所述双面平镜中心设有小孔，所述第一凹透镜、小孔、第二凹面镜位于本装置的同一光轴线，所述双面平镜与光轴线夹角为45°，所述双面平镜包括第一平面镜，第二平面镜，所述第一凹面镜和第二凹面镜分别位于双面平镜的两边，所述第一平面镜面向第一凹面镜的凹面，第二平面镜面向第二凹面镜的凹面。
2.如权利要求1所述的一种激光同轴聚焦装置，其特征在于，所述激光输入端口，用以将本装置与激光导光系统相连接，所属激光输入端口输入激光包括红外激光与指示激光。
3.如权利要求1所述的一种激光同轴聚焦装置，其特征在于，所述第一凹面镜与双面平面镜的相对位置固定。
4.如权利要求1所述的一种激光同轴聚焦装置，其特征在于，所述第二凹面镜与双面平面镜的相对位置可以调节。
5.如权利要求1所述的一种激光同轴聚焦装置，其特征在于，所述第二凹面镜的焦距与第一凹面镜的焦距可不同也可相同。
6.如权利要求1~4任意一项所述的一种激光同轴聚焦装置，其特征在于，所述红外激光与指示激光的合成光束经输入端口射向第一平面镜，反射至第一凹面镜，经第一凹面镜反射并聚焦通过小孔至第二凹面镜，经第二凹面镜反射至第二平面镜，经第二平面镜反射聚焦于靶组织。
7.如权利要求5所述的一种激光同轴聚焦装置，其特征在于，所述红外激光为不可见激光，用于实现具体功能，包括并不限于CO2激光，所述指示激光为可见激光，起到指示引导功能。
8.如权利要求6所述的一种激光同轴聚焦装置，其特征在于，所述红外激光可包含一种或多种不同波长的红外激光，所述指示激光可包含一种或多种不同波长的可见激光。
9.如权利要求7所述的一种激光同轴聚焦装置，其特征在于，还包括，还包括反射镜用于操控激光的方向。
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2018
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