CN113712663A - 掺铥光纤激光治疗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种掺铥光纤激光治疗装置，包括掺铥光纤激光器系统、驱动系统、激光耦合系统、医用光纤以及控制系统。掺铥光纤激光器系统包括指示光半导体激光器、波分复合器、模场适配器、第一半导体激光泵浦源、正向泵浦合束器、高反光纤光栅、掺铥光纤、低反光纤光栅、反向泵浦合束器、第二半导体激光泵浦源、第一包层泵浦剥离器、第二包层泵浦剥离器以及传能光纤。控制系统连接驱动系统，驱动系统连接掺铥光纤激光器系统，掺铥光纤激光器系统连接激光耦合系统，激光耦合系统连接医用光纤。本发明技术方案使治疗装置可实现掺铥光纤激光连续及脉冲输出而达到组织切割、碎石与止血的一体化功能；同时还可提高碎石以及组织切除效率和降低设备成本。
Description
技术领域
本发明涉及光纤激光医疗技术领域，特别涉及一种掺铥光纤激光治疗装置。
背景技术
光纤因其具有优越的柔韧性、灵活性及易集成性，使得光纤激光器具有光束质量高、热稳定性好、体积小、效率高、结构简单、便于维护等优势，已广泛应用于军民等领域。对于激光医疗技术，目前也已有广泛的应用。特别是对于泌尿系统结石，激光已经成为了主流的碎石手段之一，国内医院主流的碎石手段有体外冲击波碎石、气压弹道碎石和钬激光碎石。体外冲击波碎石是利用高能量的冲击波，穿透人体，聚焦在体内尿路结石上，释放能量将结石击碎，结石碎片自然排出。气压弹道碎石治疗中、下段输尿管结石时，容易使结石回冲至上段输尿管或肾内，使手术失去目标，且其仅能在硬性输尿管镜下进行，所以对上段输尿管结石及肾结石几乎无能为力，碎石效率约70％。相比之下，激光碎石优势众多，例如：1、对周围正常组织损伤小，术后反应轻，伤口愈合快，疤痕小；2、止血效果好，手术无渗血且视野清晰可辨，还可大大缩短手术时间；3、激光可用光纤传输，可与各种内窥镜或穿刺针联合使用，经输尿管到达结石处，实现微创或无创手术；4、选择激光波长位于水高吸收区域，在碎石的同时，水吸收了大量的能量，减少了对周围组织的损伤，且激光对人体组织的穿透深度很浅，安全性高。
目前对于激光碎石，常用的激光为钬激光，虽然钬激光碎石术在临床上取得了较为广泛的应用，但其也存在着一定的问题，例如：1、钬激光为闪光灯泵浦固体激光，增益介质为Ho:YAG，其光束质量较差，使得进行光纤耦合时，不得不使用纤芯尺寸较大的光纤，一般为200-1000μm，大的光纤横截面积导致其占用了较大部分的尿管软镜内部通道，限制了生理盐水的流速，使碎石无法及时排出，限制医生的手术视野；而模糊的手术视野，也增加了输尿管壁潜在的穿孔概率，并且增加了手术的时间；此外，大的光纤纤芯直径也导致同等功率水平下，作用在结石表面的功率密度降低。2、钬激光为闪光灯泵浦固体激光，光电转化效率仅为3％左右，单个谐振腔的最高输出功率约为30W，对于高平均功率输出的钬激光，需要采用多个激光谐振腔，并将多个谐振腔输出激光合成一束输出，比如120W钬激光，则需要至少四个谐振腔，且需要水冷装置，无疑增加了系统的体积及成本及复杂程度。而水吸收的高低也在一定程度上反应了结石消融的效率。其中，水在1940nm处也有一个吸收峰，约为130cm-1，而在钬激光波段2120nm处的吸收系数仅为24cm-1。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种掺铥光纤激光治疗装置，旨在采用调制半导体激光器泵浦技术，实现掺铥光纤激光连续及脉冲输出而达到组织切割、碎石与止血的一体化功能；同时独特的水吸收波长及优越的光纤激光光束质量，可大大提高碎石以及组织切除效率；此外光纤激光器结构紧凑、易于维护，除增大应用范围外，也可以在一定程度上降低成本而提高性价比。
为实现上述目的，本发明提出的掺铥光纤激光治疗装置包括掺铥光纤激光器系统、驱动系统、激光耦合系统、医用光纤以及控制系统；
所述掺铥光纤激光器系统包括指示光半导体激光器、波分复合器、模场适配器、第一半导体激光泵浦源、正向泵浦合束器、高反光纤光栅、掺铥光纤、低反光纤光栅、反向泵浦合束器、第二半导体激光泵浦源、第一包层泵浦剥离器、第二包层泵浦剥离器以及为传能光纤，所述指示光半导体激光器、所述波分复合器、所述模场适配器、所述第一包层泵浦剥离器、所述正向泵浦合束器、所述高反光纤光栅、所述掺铥光纤、所述低反光纤光栅、所述反向泵浦合束器、所述第二包层泵浦剥离器以及所述传能光纤依次连接，所述第一半导体激光泵浦源连接于所述正向泵浦合束器的泵浦端，所述第二半导体激光泵浦源连接于所述反向泵浦合束器的泵浦端；
所述控制系统连接所述驱动系统，用以对所述驱动系统的工作进行控制；
所述驱动系统连接所述掺铥光纤激光器系统，用以对所述掺铥光纤激光器系统的所述第一半导体激光泵浦源、第二半导体激光泵浦源以及指示光半导体激光器提供驱动电流；
所述掺铥光纤激光器系统的所述传能光纤连接所述激光耦合系统；
所述激光耦合系统连接所述医用光纤。
可选地，所述指示光半导体激光器的波长为大于等于500nm、且小于等于550nm；
且/或，第一半导体激光泵浦源和所述第二半导体激光泵浦源的泵浦波长为大于等于780nm、且小于等于800nm；
且/或，所述医用光纤的纤芯直径为大于等于50μm、且小于等于1000μm。
可选地，所述掺铥光纤激光治疗装置还包括冷却系统，所述冷却系统连接所述掺铥光纤激光器系统，用于对所述第一半导体激光泵浦源、所述掺铥光纤以及所述第二半导体激光泵浦源进行冷却散热。
可选地，所述冷却系统的冷却介质为水。
可选地，所述掺铥光纤激光治疗装置还包括功率-温度监控系统，所述功率-温度监控系统连接于所述掺铥光纤激光器系统，所述功率-温度监控系统用于检测掺铥光纤激光器系统的激光运行过程中的输出功率和工作温度。
可选地，所述掺铥光纤激光治疗装置还包括安全防护系统，所述安全防护系统连接于所述功率-温度监控系统和所述控制系统，所述安全防护系统用于将所述功率-温度监控系统检测到的数据进行分析和反馈至所述控制系统。
可选地，所述掺铥光纤激光治疗装置还包括两个开关，两个所述开关均连接于所述控制系统，两个所述开关的其中之一用于控制所述掺铥光纤激光器系统的激光以连续方式运转，其中之另一用于控制所述掺铥光纤激光器系统的激光以脉冲状态方式运转。
可选地，两个所述开关均为脚踏开关。
可选地，所述掺铥光纤激光治疗装置还包括显示操作系统，所述显示操作系统连接于所述控制系统。
可选地，所述显示操作系统包括触控显示屏。
本发明的技术方案掺铥光纤激光治疗装置在使用时，由于掺铥光纤激光器系统包括指示光半导体激光器、波分复合器、模场适配器、第一半导体激光泵浦源、正向泵浦合束器、高反光纤光栅、掺铥光纤、低反光纤光栅、反向泵浦合束器、第二半导体激光泵浦源、第一包层泵浦剥离器、第二包层泵浦剥离器以及为传能光纤，使得该掺铥光纤激光器系统的第一半导体激光泵浦源和第二半导体激光泵浦源在驱动系统的驱动下发射泵浦光，并分别通过正向泵浦合束器和反向泵浦合束器耦合进大模面积的掺铥光纤，泵浦光激发掺铥光纤的铥离子实现能级跃迁，进而发射波长处于1900-2100nm之间的光，并在高反和低反光纤光栅的作用下，实现激光振荡输出，而剩余的泵浦光通过第一包层泵浦剥离器和第二包层泵浦剥离器剥除。
也即，本方案中的掺铥光纤激光治疗装置的掺铥光纤激光器系统在驱动系统的驱动下，可以发射波长位于1900-2100nm范围内的激光，其中包含水的高吸收峰1940nm，使得光纤激光光束质量较好，并可以与纤芯较小的医用光纤耦合，以极大地增强手术效果和效率。而且，掺铥光纤激光器系统还可实现连续和脉冲激光输出。其中，连续激光输出状态可实现组织切割和止血功能，而脉冲激光输出状态可实现碎石功能，从而使得该掺铥光纤激光治疗装置达到了组织切割、碎石与止血的一体化功能。而为保证足够的输出功率，采用双端分别设置第一半导体激光泵浦源和第二半导体激光泵浦源，以弥补输出功率的不足。此外整个激光器系统为全光纤装置，结构相对较为紧凑、寿命也相对较长、从而可避免后期复杂的维护过程，以极大地增强在激光组织切割、碎石等医学领域的应用性价比。进一步地，本方案中的掺铥光纤激光治疗装置还包括有控制系统，通过该控制系统可以自动地、且精准的控制驱动系统等进行相应的工作，从而有利于提高掺铥光纤激光治疗装置的自动化程度和工作的稳定性。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明掺铥光纤激光治疗装置一实施例的结构示意图；
图2为图1中掺铥光纤激光治疗装置的掺铥光纤激光器系统的结构示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 100 | 掺铥光纤激光治疗装置 | 112 | 第二包层泵浦剥离器 |
| 1 | 掺铥光纤激光器系统 | 113 | 传能光纤 |
| 101 | 指示光半导体激光器 | 2 | 驱动系统 |
| 102 | 波分复合器 | 3 | 激光耦合系统 |
| 103 | 模场适配器 | 4 | 医用光纤 |
| 104 | 第一半导体激光泵浦源 | 5 | 控制系统 |
| 105 | 正向泵浦合束器 | 6 | 冷却系统 |
| 106 | 高反光纤光栅 | 7 | 功率-温度监控系统 |
| 107 | 掺铥光纤 | 8 | 安全防护系统 |
| 108 | 低反光纤光栅 | 9 | 开关 |
| 109 | 反向泵浦合束器 | 10 | 显示操作系统 |
| 110 | 第二半导体激光泵浦源 | 11 | 供电系统 |
| 111 | 第一包层泵浦剥离器 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请结合参考图1和图2，本发明提出一种掺铥光纤激光治疗装置100。在本发明的一实施例中，掺铥光纤激光治疗装置100包括掺铥光纤激光器系统1、驱动系统2、激光耦合系统3、医用光纤4以及控制系统5。其中，掺铥光纤激光器系统1包括指示光半导体激光器101、波分复合器102、模场适配器103、第一半导体激光泵浦源104、正向泵浦合束器105、高反光纤光栅106、掺铥光纤107、低反光纤光栅108、反向泵浦合束器109、第二半导体激光泵浦源110、第一包层泵浦剥离器111、第二包层泵浦剥离器112以及为传能光纤113，指示光半导体激光器101、波分复合器102、模场适配器103、第一包层泵浦剥离器111、正向泵浦合束器105、高反光纤光栅106、掺铥光纤107、低反光纤光栅108、反向泵浦合束器109、第二包层泵浦剥离器112以及传能光纤113依次连接，第一半导体激光泵浦源104连接于正向泵浦合束器105的泵浦端，第二半导体激光泵浦源110连接于反向泵浦合束器109的泵浦端；控制系统连接驱动系统2，用以对驱动系统2的工作进行控制；驱动系统2连接于掺铥光纤激光器系统1，用以对掺铥光纤激光器系统1的第一半导体激光泵浦源104、第二半导体激光泵浦源110以及指示光半导体激光器101提供驱动电流；掺铥光纤激光器系统1的传能光纤113连接激光耦合系统3；激光耦合系统3连接医用光纤4。
在本发明的一实施例中，指示光半导体激光器101、波分复合器102、模场适配器103、第一半导体激光泵浦源104、正向泵浦合束器105、高反光纤光栅106、掺铥光纤107、低反光纤光栅108、反向泵浦合束器109、第二半导体激光泵浦源110、第一包层泵浦剥离器111、第二包层泵浦剥离器112以及为传能光纤113之间的连接均通过光纤进行连接，以利于提高掺铥光纤激光器系统1的紧凑性。另外，指示光半导体激光器101可以用于发出指示光，以提供激光输出位置定位作用。其中，为了提高定位效果，指示光半导体激光器101输出的光可以为绿光，而指示光半导体激光器101输出的光的波长可以为大于等于500nm、且小于等于550nm。例如可以为500nm、510nm、520nm、530nm、540nm、550nm，当然也可以是以上区间的任意取值。波分复合器102可以用于将指示光耦合进掺铥光纤激光器系统1，同时还可以将反射回的信号光从另一端口导出，避免对指示光半导体激光器101造成损坏。模场适配器103可以用来匹配小芯径光纤与大模面积光纤，以便波分复合器102与后续器件的连接。第一半导体激光泵浦源104可以用于为掺铥光纤107提供泵浦能量，其中，第一半导体激光泵浦源104的泵浦波长可为大于等于780nm、且小于等于800nm，以使得该波长处于铥离子的吸收带宽范围内而便于掺铥光纤107的吸收。而且，第一半导体激光泵浦源104可以根据输出功率情况，由多个并联使用。正向泵浦合束器105可以用于将第一半导体激光泵浦源104与指示光半导体激光器101发出的光耦合进掺铥光纤107，该正向泵浦合束器105的输出光纤与大模面积掺铥光纤107的纤芯/包层尺寸匹配。高反光纤光栅106可以作为掺铥光纤激光器系统1的谐振腔的高反部分，用于提供正反馈，并结合低反光纤光栅108，使自发辐射光形成激光振荡。其中，高反光纤光栅106的光纤芯径/包层尺寸与大模面积掺铥光纤107相匹配。掺铥光纤107是掺铥光纤激光器系统1的增益介质，在吸收泵浦源的能量后，可实现粒子数的反转，进而产生自发辐射，结合激光器的谐振腔形成激光振荡。其中，掺铥光纤107的掺杂离子为铥离子，使其可辐射1900-2100nm波长范围内的光。低反光纤光栅108可以作为掺铥光纤激光器系统1的谐振腔的耦合输出部分，同时用于提供部分正反馈，结合高反光纤光栅106，使自发辐射光形成激光振荡，同时作为激光输出端口。其中，低反光纤光栅108的光纤芯径/包层尺寸与大模面积掺铥光纤107相匹配。第二半导体激光泵浦源110也可以用于为掺铥光纤107提供泵浦能量，其中，第二半导体激光泵浦源110的泵浦波长可为大于等于780nm、且小于等于800nm，以使得该波长处于铥离子的吸收带宽范围内而便于掺铥光纤107的吸收。而且，第二半导体激光泵浦源110可以根据输出功率情况，由多个并联使用。反向泵浦合束器109可以将第二半导体激光泵浦源110的泵浦光从与信号输出相反方向(也可以说是与第一半导体激光泵浦源104的泵浦光进入掺铥光纤107的方向相反)耦合进掺铥光纤107，用于弥补第一半导体激光泵浦源104的功率的不足，该反向泵浦合束器109输出光纤与信号光纤以及掺铥光纤107的纤芯/包层尺寸匹配。第一包层泵浦剥离器111可以用于剥除反向泵浦时剩余的包层泵浦光，以防止其对器件造成损坏。其中，第一包层泵浦剥离器111的纤芯/包层尺寸与大模面积掺铥光纤107相匹配。第二包层泵浦剥离器112可以用于剥除正向泵浦时剩余的包层泵浦光，以防止其对器件造成损坏。其中，第二包层泵浦剥离器112的纤芯/包层尺寸与大模面积掺铥光纤107相匹配。传能光纤113可以用于将掺铥光纤激光器系统1输出的光传输至激光耦合系统3。驱动系统2可以为掺铥光纤激光器系统1的第一半导体激光泵浦源104、第二半导体激光泵浦源110以及指示光半导体激光器101提供驱动电流，以便可实现连续供电及调制脉冲信号供电，以此实现掺铥光纤激光器系统1工作在连续输出状态和脉冲输出状态，重复频率调节范围为0-2000Hz，脉宽为100μs-1ms。激光耦合系统3可以用于实现掺铥光纤激光器系统1发出的光与医用光纤4的耦合对接，并且可以实现50-1000μm芯径的光纤低损耗对接，从而有利于保证光的传递效率。医用光纤4可以用来将激光器输出的光导入到作用部位(也即通过激光耦合系统3与掺铥光纤激光器系统1输出的光实现耦合，之后结合其他医疗工具作用至病患处)，可使用的医用光纤4纤芯直径可以为大于等于50μm、且小于等于1000μm，以使得该医用光纤4的纤芯相对较小，避免其在治疗使用时占用了较大部分的尿管软镜内部通道，限制了生理盐水的流速，导致碎石无法及时排出而限制医生的手术视野。而模糊的手术视野，也增加了输尿管壁潜在的穿孔概率，并且增加了手术的时间。因此，如此设置的医用光纤4有利于提高治疗过程中的安全性和效率。而且，也可以在同等功率水平下，提高作用在结石表面的功率密度。控制系统5可以用于实现对掺铥光纤激光治疗装置100工作状态的控制，提高掺铥光纤激光治疗装置100的自动化程度。例如：控制系统5可以控制驱动系统的驱动系统2的启动和暂停，或者控制驱动系统2来对掺铥光纤激光器系统1进行连续供电或者调制脉冲信号供电，从而实现了掺铥光纤激光器系统1的激光以连续输出状态还是脉冲状态方式运转。
本发明的技术方案掺铥光纤激光治疗装置100在使用时，由于掺铥光纤激光器系统1包括指示光半导体激光器101、波分复合器102、模场适配器103、第一半导体激光泵浦源104、正向泵浦合束器105、高反光纤光栅106、掺铥光纤107、低反光纤光栅108、反向泵浦合束器109、第二半导体激光泵浦源110、第一包层泵浦剥离器111、第二包层泵浦剥离器112以及为传能光纤113，使得该掺铥光纤激光器系统1的第一半导体激光泵浦源104和第二半导体激光泵浦源110在驱动系统2的驱动下发射泵浦光，并分别通过正向泵浦合束器105和反向泵浦合束器109耦合进大模面积的掺铥光纤107，泵浦光激发掺铥光纤107的铥离子实现能级跃迁，进而发射波长处于1900-2100nm之间的光，并在高反和低反光纤光栅108的作用下，实现激光振荡输出，而剩余的泵浦光通过第一包层泵浦剥离器111和第二包层泵浦剥离器112器剥除。
也即，本方案中的掺铥光纤激光治疗装置100的掺铥光纤激光器系统1在驱动系统2的驱动下，可以发射波长位于1900-2100nm范围内的激光，其中包含水的高吸收峰1940nm，使得光纤激光光束质量较好，并可以与纤芯较小的医用光纤4耦合，以极大地增强手术效果和效率。而且，掺铥光纤激光器系统1还可实现连续和脉冲激光输出。其中，连续激光输出状态可实现组织切割和止血功能，而脉冲激光输出状态可实现碎石功能，从而使得该掺铥光纤激光治疗装置100达到了组织切割、碎石与止血的一体化功能。而为保证足够的输出功率，采用双端分别设置第一半导体激光泵浦源104和第二半导体激光泵浦源110，以弥补输出功率的不足。此外整个激光器系统为全光纤装置，结构相对较为紧凑、寿命也相对较长、从而可避免后期复杂的维护过程，以极大地增强在激光组织切割、碎石等医学领域的应用性价比。进一步地，本方案中的掺铥光纤激光治疗装置100还包括有控制系统5，通过该控制系统5可以自动地、且精准的控制驱动系统2等进行相应的工作，从而有利于提高掺铥光纤激光治疗装置100的自动化程度和工作的稳定性。
在本发明的一实施例中，掺铥光纤激光治疗装置100还包括冷却系统6，冷却系统6连接掺铥光纤激光器系统1，用于对第一半导体激光泵浦源104、掺铥光纤107以及第二半导体激光泵浦源110进行冷却散热。
可以理解，通过冷却系统6可以对第一半导体激光泵浦源104、掺铥光纤107以及第二半导体激光泵浦源110进行冷却，带走掺铥光纤激光器系统1在工作过程中产生的热量，以便使得掺铥光纤激光器系统1可以稳定的功率进行激光输出，从而有利于保证掺铥光纤激光治疗装置100工作的稳定性和高效性。
在本发明的一实施例中，冷却系统6的冷却介质为水。
可以理解的，将冷却系统6的冷却介质设置为水，而水的比热容相对较大，使其具有相对较强的吸热能力，从而有便于大量的带走掺铥光纤激光器系统1在工作时产生的热量，而提高冷却系统6对掺铥光纤激光器系统1的散热效果。另外，水在日常生活中也较为常见，使得便于对其进行获取，从而有利于提高冷却系统6制造的便利性和降低制造成本。其中，该冷却系统6内可以设有冷却通道，并可进一步地连接进水管和出水管，以供冷却介质水在冷却通道内的流动而经过掺铥光纤激光器系统1来带走热量。当然，需要说明的是，本申请不限于此，于其他实施例中，冷却系统6的冷却介质也可以为其他类型的冷却液。或者冷却介质也可以是风，此时可以通过设置风机吹出的风来对掺铥光纤激光器系统1进行散热。进一步地，冷却系统6还可以与控制系统5相连接，以便通过该控制系统5控制冷却系统6的工作，例如启动和暂停等。
请参考图1，在本发明的一实施例中，掺铥光纤激光治疗装置100还包括功率-温度监控系统7，功率-温度监控系统7连接于掺铥光纤激光器系统1，功率-温度监控系统7用于检测掺铥光纤激光器系统1的激光运行过程中的输出功率和工作温度。
可以理解的，通过功率-温度监控系统7可以检测掺铥光纤激光器系统1的激光运行过程中的输出功率以及光学模块的工作温度，进而提供反馈，进行补偿，以便稳定掺铥光纤激光器系统1的输出功率及保证安全性能。其中，功率-温度监控系统7具体地可以包括有功率检测器和温度传感器，以通过功率检测器可以检测出掺铥光纤激光器系统1的功率，而通过温度传感器可以检测出掺铥光纤激光器系统1的温度。
请参考图1，在本发明的一实施例中，掺铥光纤激光治疗装置100还包括安全防护系统8，安全防护系统8连接于功率-温度监控系统7和控制系统5，安全防护系统8用于将功率-温度监控系统7检测到的数据进行分析和反馈至控制系统5。
可以理解的，通过安全防护系统8可以接收通功率-温度监控系统7所监测到的掺铥光纤激光器系统1的工作状态的信号反馈，并对其进行分析和反馈，在发现掺铥光纤激光器系统1的工作异常，可以及时发出警告，并通过控制系统5对驱动系统2实施断电操作，以使得掺铥光纤激光器系统1不再发光工作，从而进一步地提高了掺铥光纤激光治疗装置100使用的安全性。其中，安全防护系统8内可以具有数据比对模块，即在数据比对模块可以预先设置掺铥光纤激光器系统1处于正常工作状态时的功率和温度值，之后在安全防护系统8内接收到功率-温度监控系统7所传递的掺铥光纤激光器系统1的工作状态数据时，可以将该传递过来工作状态数据和预先设置的功率和温度值进行比对，从而判断出掺铥光纤激光器系统1的工作是否出现异常，并在出现异常时可以通过警报器其发出警报。进一步地，安全防护系统8还可以与冷却系统6相连接，以通过该安全防护系统8对冷却系统6的工作状态进行检测，并将冷却系统6的工作状态传递至控制系统5。例如可以检测冷却系统6在整机开机启动后是否随之启动。
请参考图1，在本发明的一实施例中，掺铥光纤激光治疗装置100还包括两个开关9，两个开关9均连接于控制系统5，两个开关9的其中之一用于控制掺铥光纤激光器系统1的激光以连续方式运转，其中之另一用于控制掺铥光纤激光器系统1的激光以脉冲状态方式运转。
可以理解的，两个开关9的设置，使得其中之一在按压后可以控制掺铥光纤激光器系统1的激光以连续方式运转，以便掺铥光纤激光治疗装置100用于切割和止血；其中之另一按压后可以控制掺铥光纤激光器系统1的激光以脉冲状态方式运转，以便掺铥光纤激光治疗装置100用于碎石。其工作原理可以为：在开关9按压后可以传递至控制系统5，之后控制系统5根据两个开关9的按压来控制驱动系统2来对掺铥光纤激光器系统1进行连续供电或者调制脉冲信号供电，从而实现了掺铥光纤激光器系统1的激光以连续输出状态还是脉冲状态方式运转。而在本发明的一实施例中，两个开关9均为脚踏开关。由于脚踏开关通过使用者脚部进行踩踏按压驱动，使得使用者在手部不便进行操作时，仍然可以通过脚部来对两个开关9进行按压操作，从而提高了对两个开关9按压的便利性。另外，由于脚踏开关一般设置在掺铥光纤激光治疗装置100的底部，也可以降低其被按压的可能，从而有利于保证掺铥光纤激光治疗装置100稳定地以连续输出状态方式运转，或者以脉冲状态方式运转。当然，需要说明的是，本申请不限于此，于其他实施例中，两个开关9设置为按钮形式按键也是可以的。
请参考图1，在本发明的一实施例中，掺铥光纤激光治疗装置100还包括显示操作系统10，显示操作系统10连接于控制系统5。
可以理解的，通过该显示操作系统10可以对掺铥光纤激光治疗装置100的工作状态进行显示，以供使用者较为直观的查看，从而便于使用者对掺铥光纤激光治疗装置100的工作状态的了解。并且，该显示操作系统10还可以供使用者输入相应的指令，以便通过控制系统5控制掺铥光纤激光治疗装置100进行工作。也即，显示操作系统10的设置可以实现人机交互和联合控制系统5的功能。例如：可以激光工作模式设定(以连续方式运转或者脉冲方式运转)、激光参数的调节、冷却系统6的启动和调节、以及整机工作状态监控等。
在本发明的一实施例中，显示操作系统10包括触控显示屏。
可以理解的，触控显示屏的设置使其不仅可以用于向使用者显示掺铥光纤激光治疗装置100的工作状态，还可以直接在该触控显示屏上进行相应指令的输入操作(例如：整机的启动和关机、激光工作模式设定和激光参数的调节等)，从而提高了查看和操控的便利性。当然，本申请不限于此，于其他实施例中，显示操作系统10也可以包括有普通显示屏和按键，此时可以通过显示屏来显示掺铥光纤激光治疗装置100的工作状态，而通过按键来进行相应指令的输入。
请参考图1，在本发明的一实施例中掺铥光纤激光治疗装置100还包括供电系统11，该供电系统11连接于控制系统5、冷却系统6以及驱动系统2。
可以理解的，通过供电系统11可以连接外部供电线路，以为整机系统提供电力供应。此时，由供电系统11集中统一供电可以简化该掺铥光纤激光治疗装置100的供电线路的设置，从而有利于提高掺铥光纤激光治疗装置100制造成型的便利性。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种掺铥光纤激光治疗装置，其特征在于，包括掺铥光纤激光器系统、驱动系统、激光耦合系统、医用光纤以及控制系统；
所述掺铥光纤激光器系统包括指示光半导体激光器、波分复合器、模场适配器、第一半导体激光泵浦源、正向泵浦合束器、高反光纤光栅、掺铥光纤、低反光纤光栅、反向泵浦合束器、第二半导体激光泵浦源、第一包层泵浦剥离器、第二包层泵浦剥离器以及为传能光纤，所述指示光半导体激光器、所述波分复合器、所述模场适配器、所述第一包层泵浦剥离器、所述正向泵浦合束器、所述高反光纤光栅、所述掺铥光纤、所述低反光纤光栅、所述反向泵浦合束器、所述第二包层泵浦剥离器以及所述传能光纤依次连接，所述第一半导体激光泵浦源连接于所述正向泵浦合束器的泵浦端，所述第二半导体激光泵浦源连接于所述反向泵浦合束器的泵浦端；
所述控制系统连接所述驱动系统，用以对所述驱动系统的工作进行控制；
所述驱动系统连接所述掺铥光纤激光器系统，用以对所述掺铥光纤激光器系统的所述第一半导体激光泵浦源、第二半导体激光泵浦源以及指示光半导体激光器提供驱动电流；
所述掺铥光纤激光器系统的所述传能光纤连接所述激光耦合系统；
所述激光耦合系统连接所述医用光纤。
2.如权利要求1所述的掺铥光纤激光治疗装置，其特征在于，所述指示光半导体激光器的波长为大于等于500nm、且小于等于550nm；
且/或，第一半导体激光泵浦源和所述第二半导体激光泵浦源的泵浦波长为大于等于780nm、且小于等于800nm；
且/或，所述医用光纤的纤芯直径为大于等于50μm、且小于等于1000μm。
3.如权利要求1所述的掺铥光纤激光治疗装置，其特征在于，所述掺铥光纤激光治疗装置还包括冷却系统，所述冷却系统连接所述掺铥光纤激光器系统，用于对所述第一半导体激光泵浦源、所述掺铥光纤以及所述第二半导体激光泵浦源进行冷却散热。
4.如权利要求3所述的掺铥光纤激光治疗装置，其特征在于，所述冷却系统的冷却介质为水。
5.如权利要求1所述的掺铥光纤激光治疗装置，其特征在于，所述掺铥光纤激光治疗装置还包括功率-温度监控系统，所述功率-温度监控系统连接于所述掺铥光纤激光器系统，所述功率-温度监控系统用于检测掺铥光纤激光器系统的激光运行过程中的输出功率和工作温度。
6.如权利要求5所述的掺铥光纤激光治疗装置，其特征在于，所述掺铥光纤激光治疗装置还包括安全防护系统，所述安全防护系统连接于所述功率-温度监控系统和所述控制系统，所述安全防护系统用于将所述功率-温度监控系统检测到的数据进行分析和反馈至所述控制系统。
7.如权利要求1所述的掺铥光纤激光治疗装置，其特征在于，所述掺铥光纤激光治疗装置还包括两个开关，两个所述开关均连接于所述控制系统，两个所述开关的其中之一用于控制所述掺铥光纤激光器系统的激光以连续方式运转，其中之另一用于控制所述掺铥光纤激光器系统的激光以脉冲状态方式运转。
8.如权利要求7所述的掺铥光纤激光治疗装置，其特征在于，两个所述开关均为脚踏开关。
9.如权利要求1所述的掺铥光纤激光治疗装置，其特征在于，所述掺铥光纤激光治疗装置还包括显示操作系统，所述显示操作系统连接于所述控制系统。
10.如权利要求9所述的掺铥光纤激光治疗装置，其特征在于，所述显示操作系统包括触控显示屏。
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| CN202110958770.7A CN113712663A (zh) | 2021-08-20 | 2021-08-20 | 掺铥光纤激光治疗装置 |
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|---|---|
| CN (1) | CN113712663A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115113347A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-09-27 | 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 | 一种激光器指示用光模块及激光器 |
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2021
- 2021-08-20 CN CN202110958770.7A patent/CN113712663A/zh active Pending
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