CN114953641A - 一种激光阻挡玻璃及其激光治疗仪手柄和激光治疗仪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光学镜片领域，具体是一种激光阻挡玻璃及其激光治疗仪手柄和激光治疗仪。本发明提供了一种激光阻挡玻璃，包括：第一玻璃层；复合在第一玻璃层上的第二玻璃层；复合在第二玻璃层上的第三玻璃层；所述第一玻璃层、第二玻璃层和第三玻璃层至少一层选自稀土玻璃；所述稀土玻璃中的稀土选自Sm2O3、Er2O3或CeO2中的一种或多种。该激光阻挡玻璃具有阻挡激光的效果，对400nm至1064nm波长范围的激光具有较好的吸收效果。本发明还提供了一种包括上述激光阻挡玻璃的激光治疗仪手柄和包括上述手柄的激光治疗仪。在使用过程中，上述激光治疗仪的漫反射激光绝大部分不会反射到使用者的眼睛中，从而能够裸眼操作激光治疗仪。

Description

一种激光阻挡玻璃及其激光治疗仪手柄和激光治疗仪
技术领域
本发明涉及光学镜片领域，具体是一种激光阻挡玻璃及其激光治疗仪手柄和激光治疗仪。
背景技术
硼硅酸盐玻璃是一种通过改变玻璃成分，有效降低玻璃的膨胀系数，有效提高透光性能和玻璃强度、玻璃的软化点温度、玻璃的导热能力，使其在光学玻璃、精密仪器玻璃等领域得到广泛的应用。现有的硼硅酸盐玻璃的光强透过率较高，在实际应用时无法阻挡高功率半导体激光器的激光。
现有的激光治疗仪使用时需要额外配套防辐射眼镜，在术中干扰医生的正常视觉，且眼镜一般没有做到每次消毒，有感染或者交叉污染的风险。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种激光阻挡玻璃及其激光治疗仪手柄和激光治疗仪，本发明提供的激光阻挡玻璃具有阻挡激光的效果，对400nm至1064nm波长范围的激光具有较好的吸收效果。
本发明提供了一种激光阻挡玻璃，包括：
第一玻璃层；
复合在第一玻璃层上的第二玻璃层；
复合在第二玻璃层上的第三玻璃层；
所述第一玻璃层、第二玻璃层和第三玻璃层至少一层选自稀土玻璃；所述稀土玻璃中的稀土选自Sm2O3、Er2O3或CeO2中的一种或多种。
具体而言，本发明所述激光阻挡玻璃具有三层玻璃层复合结构；在一个实施例中，所述第一玻璃层、第二玻璃层和第三玻璃层至少一层选自稀土玻璃；其它层选自普通玻璃。
本发明所述普通玻璃为本领域技术人员常见的玻璃，例如硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃或磷酸盐玻璃。在一个实施例中，所述普通玻璃包括75～90wt％SiO2、5～11wt％B2O3、1～4wt％Al2O3、0～1wt％CaO、0～1wt％K2O和4～8wt％Na2O。
本发明所述稀土玻璃具有高折射率和高光吸收等特性，对400nm至1064nm波长范围的激光具有较好的防护屏蔽作用。在一个实施例中，所述稀土玻璃包括普通玻璃和掺杂在普通玻璃中的稀土。
本发明所述稀土玻璃中的稀土，不仅可以增加玻璃的强度性能和改变晶体结构，还能产生光吸收的作用，例如，Er2O3能够吸收波长为532nm及其附近的激光；Sm2O3能够吸收波长为1064nm及其附近的激光；CeO2能够提高玻璃的折射性能，减少反射到眼镜中的激光的数量，并有效增强玻璃对紫外线和红外线的吸收；而且通过玻璃强度性能的增加和晶体结构的改变的共同作用可以使得玻璃的光密度得到提高，能够将玻璃的光密度从每立方米2.5吨提高到每立方米3吨以上。在一个实施例中，所述稀土玻璃中的稀土为稀土元素单质、含有稀土元素的化合物、含有稀土元素的混合物中的一种或多种。在一个实施例中，所述稀土玻璃中的稀土选自Sm2O3、Er2O3或CeO2中的一种或多种。在一个实施例中，所述稀土玻璃中的稀土的含量为1～10wt％。
在本发明中，所述第一玻璃层、第二玻璃层和第三玻璃层至少一层选自稀土玻璃。
在一个实施例中，所述第一玻璃层选自稀土玻璃，所述第二玻璃层和第三玻璃层独立地选自普通玻璃；所述稀土玻璃中的稀土为SmO3。在一个实施例中，所述第一玻璃层包括70～89wt％SiO2、5～11wt％B2O3、1～4wt％Al2O3、0～1wt％CaO、0～1wt％K2O、4～8wt％Na2O和1～10wt％Sm2O3，所述第二玻璃层和第三玻璃层独立地包括75～90wt％SiO2、5～11wt％B2O3、1～4wt％Al2O3、0～1wt％CaO、0～1wt％K2O和4～8wt％Na2O。
在一个实施例中，所述第二玻璃层选自稀土玻璃，所述第一玻璃层和第三玻璃层独立地选自普通玻璃；所述稀土玻璃中的稀土为Er2O3。在一个实施例中，所述第二玻璃层包括70～89wt％SiO2、5～11wt％B2O3、1～4wt％Al2O3、0～1wt％CaO、0～1wt％K2O、4～8wt％Na2O和1～10wt％Er2O3，所述第一玻璃层和第三玻璃层独立地包括75～90wt％SiO2、5～11wt％B2O3、1～4wt％Al2O3、0～1wt％CaO、0～1wt％K2O和4～8wt％Na2O。
在一个实施例中，所述第三玻璃层选自稀土玻璃，所述第一玻璃层和第二玻璃层独立地选自普通玻璃；所述稀土玻璃中的稀土为CeO2。在一个实施例中，所述第三玻璃层包括70～89wt％SiO2、5～11wt％B2O3、1～4wt％Al2O3、0～1wt％CaO、0～1wt％K2O、4～8wt％Na2O和1～10wt％CeO2，所述第一玻璃层和第二玻璃层独立地包括75～90wt％SiO2、5～11wt％B2O3、1～4wt％Al2O3、0～1wt％CaO、0～1wt％K2O和4～8wt％Na2O。
在一个实施例中，所述第一玻璃层、第二玻璃层和第三玻璃层独立地选自稀土玻璃，所述稀土玻璃中的稀土为CeO2。在一个实施例中，所述第一玻璃层、第二玻璃层和第三玻璃层独立地包括70～89wt％SiO2、5～11wt％B2O3、1～4wt％Al2O3、0～1wt％CaO、0～1wt％K2O、4～8wt％Na2O和1～10wt％CeO2。
在一个实施例中，所述第一玻璃层、第二玻璃层和第三玻璃层独立地选自稀土玻璃，所述稀土玻璃中的稀土为Er2O3。在一个实施例中，所述第一玻璃层、第二玻璃层和第三玻璃层独立地包括70～89wt％SiO2、5～11wt％B2O3、1～4wt％Al2O3、0～1wt％CaO、0～1wt％K2O、4～8wt％Na2O和1～10wt％Er2O3。
在一个实施例中，所述第一玻璃层、第二玻璃层和第三玻璃层独立地选自稀土玻璃，所述稀土玻璃中的稀土为Sm2O3。在一个实施例中，所述第一玻璃层、第二玻璃层和第三玻璃层独立地包括70～89wt％SiO2、5～11wt％B2O3、1～4wt％Al2O3、0～1wt％CaO、0～1wt％K2O、4～8wt％Na2O和1～10wt％Sm2O3。
在一个实施例中，所述第一玻璃层、第二玻璃层和第三玻璃独立地选自稀土玻璃，所述第一玻璃层、第二玻璃层和第三玻璃层至少两层中的稀土各不相同。
在一个实施例中，所述第一玻璃层中的稀土为Sm2O3；所述第二玻璃层中的稀土为Er2O3；所述第三玻璃层中的稀土为CeO2。在一个实施例中，所述第一玻璃层包括：70～89wt％SiO2、5～11wt％B2O3、1～4wt％Al2O3、0～1wt％CaO、0～1wt％K2O、4～8wt％Na2O和1～10wt％Sm2O3；所述第二玻璃层包括：70～89wt％SiO2、5～11wt％B2O3、1～4wt％Al2O3、0～1wt％CaO、0～1wt％K2O、4～8wt％Na2O和1～10wt％Er2O3；所述第三玻璃层包括：70～89wt％SiO2、5～11wt％B2O3、1～4wt％Al2O3、0～1wt％CaO、0～1wt％K2O、4～8wt％Na2O和1～10wt％CeO2。
在本发明中，所述激光阻挡玻璃的厚度为3～10mm，优选为4.5～9mm，更优选为6～9mm，最优选为7～8mm。在一个实施例中，所述第一玻璃层的厚度为1.5～3mm，优选为2.5～3mm。在一个实施例中，所述第二玻璃层的厚度为1.5～3mm，优选为3mm。在一个实施例中，所述第三玻璃层的厚度为1.5～3mm，优选为1.5～2mm。
本发明还提供了一种激光治疗仪手柄，包括上述激光阻挡玻璃。激光治疗仪手柄的前端加设所述激光阻挡玻璃，既不阻挡使用者的视线，又能防止工作激光反射到使用者的眼睛内，便于手术操作。在一个实施例中，所述激光阻挡玻璃位于所述手柄的外围。
本发明还提供了一种激光治疗仪，包括上述激光治疗仪手柄。
本发明提供的激光阻挡玻璃，包括：第一玻璃层；复合在第一玻璃层上的第二玻璃层；复合在第二玻璃层上的第三玻璃层；所述第一玻璃层、第二玻璃层和第三玻璃层至少一层选自稀土玻璃；所述稀土玻璃中的稀土选自Sm2O3、Er2O3或CeO2中的一种或多种。该激光阻挡玻璃具有阻挡激光的效果，对400nm至1064nm波长范围的激光具有较好的吸收效果。实验表明，当上述激光阻挡玻璃中的第一玻璃层、第二玻璃层和第三玻璃层独立地选自稀土玻璃，且第一玻璃层中的稀土为CeO2，第二玻璃层中的稀土为Er2O3，第三玻璃层中的稀土为Sm2O3时，对波长为450nm、650nm和976nm的激光的光强透过率分别为0.5％、0.7％和2％。
本发明提供的激光治疗仪手柄，在手柄前端增加上述激光阻挡玻璃，能够有效地阻挡漫反射激光。本发明提供的激光治疗仪装有上述手柄，在使用过程中，激光治疗仪的漫反射激光绝大部分不会反射到使用者的眼睛中，从而能够裸眼操作激光治疗仪。
附图说明
图1为厚度为7.5mm的激光阻挡玻璃的剖面结构图。
具体实施方式
本发明公开了一种激光阻挡玻璃及其激光治疗仪手柄和激光治疗仪。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
以下结合实施例对本发明进行进一步阐述：
本发明按照表1的化学组成称取适量原料进行对比例1和实施例1～4中所述玻璃的制备，其中厚度可通过更换模具和加工进行调整。
表1
Figure BDA0003592206840000061
对比例1
按照表1所述普通玻璃的化学组成称取适量原料，研磨成粉并混合均匀后装入坩埚中，再将装有原料的坩埚放入高温炉中以1400℃进行熔融45min；熔融完毕后，取出倒入模具中浇注成型，然后将成型好的玻璃放入600℃的马弗炉中退火30min；最后随炉冷却，抛光处理，得到厚度为7.5mm的普通玻璃。
实施例1
按照表1所述普通玻璃的化学组成称取适量原料，并按照对比例1的方法，加工制得厚度为5mm的普通玻璃，将其置于模具中。
按照表1所述氧化铈掺杂玻璃的化学组成称取适量原料，并按照对比例1的方法在上述模具中浇注成型，在上述厚度为5mm的普通玻璃上形成厚度为2.5mm的氧化铈掺杂玻璃，得到厚度为7.5mm的顶层氧化铈掺杂玻璃。所述顶层氧化铈掺杂玻璃以厚度为2.5mm的氧化铈掺杂玻璃为顶层，即受光面。
实施例2
按照表1所述普通玻璃的化学组成称取适量原料，并按照对比例1的方法，加工制得厚度为2.5mm的普通玻璃，将其置于模具中。
按照表1所述氧化铒掺杂玻璃的化学组成称取适量原料，并按照对比例1的方法在上述模具中浇注成型，在上述厚度为2.5mm的普通玻璃上形成厚度为2.5mm的氧化饵掺杂玻璃，得到厚度为5mm的双层玻璃，将该双层玻璃置于模具中，其中所述氧化铒掺杂玻璃面朝上。
按照表1所述普通玻璃的化学组成称取适量原料，并按照对比例1的方法在上述预先放置了双层玻璃的模具中浇注成型，在所述双层玻璃上形成厚度为2.5mm的普通玻璃，得到厚度为7.5mm的中间层氧化饵掺杂玻璃。所述中间层氧化铒掺杂玻璃以厚度为2.5mm的氧化饵掺杂玻璃为中间层。
实施例3
按照表1所述氧化钐掺杂玻璃的化学组成称取适量原料，并按照对比例1的方法在模具中浇注成型，加工制得厚度为2.5mm的氧化钐掺杂玻璃，将其置于模具中。
按照表1所述普通玻璃的化学组成称取适量原料，并按照对比例1的方法在上述模具中浇注成型，在上述厚度为2.5mm的氧化钐掺杂玻璃上形成厚度为5mm的普通玻璃，得到厚度为7.5mm的底层氧化钐掺杂玻璃。所述底层氧化钐掺杂玻璃以厚度为2.5mm的氧化钐掺杂玻璃为底层，即背光面。
实施例4
按照表1所述氧化钐掺杂玻璃的化学组成称取适量原料，并按照对比例1的方法，得到厚度为2.5mm的氧化钐掺杂玻璃，将其置于模具中。
按照表1所述氧化铒掺杂玻璃的化学组成称取适量原料，并按照对比例1的方法在上述模具中浇注成型，在上述厚度为2.5mm的氧化钐掺杂玻璃上形成厚度为2.5mm的氧化饵掺杂玻璃，得到厚度为5mm的双层玻璃，将该双层玻璃置于模具中，其中所述氧化铒掺杂玻璃面朝上。
按照表1所述氧化铈掺杂玻璃的化学组成称取适量原料，并按照对比例1的方法在上述预先放置了双层玻璃的模具中浇注成型，在所述双层玻璃上形成厚度为2.5mm的氧化铈掺杂玻璃，得到厚度为7.5mm的激光阻挡玻璃。所述激光阻挡玻璃以氧化铈掺杂玻璃为顶层，即受光面；以氧化铒掺杂玻璃为中间层；以氧化钐掺杂玻璃为底层，即背光面。如图1所示，图1为厚度为7.5mm的激光阻挡玻璃的剖面结构图；图中，1为氧化铈掺杂玻璃，2为氧化饵掺杂玻璃，3为氧化钐掺杂玻璃。
实施例5
将对比例1的厚度为7.5mm的普通玻璃、实施例1的厚度为7.5mm的顶层氧化铈掺杂玻璃、实施例2的厚度为7.5mm的中间层氧化饵掺杂玻璃、实施例3的厚度为7.5mm的底层氧化钐掺杂玻璃和实施例4的厚度为7.5mm的激光阻挡玻璃进行光强透过率测试，测试光源的波长分别为450nm、650nm和976nm，测试结果如表2所示：
表2
Figure BDA0003592206840000081
实验结果表明，本发明所述激光阻挡玻璃，设计为三层玻璃层复合结构，通过在普通玻璃中掺杂稀土，能够有效阻挡400nm至1064nm波长范围的激光。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种激光阻挡玻璃，包括：
第一玻璃层；
复合在第一玻璃层上的第二玻璃层；
复合在第二玻璃层上的第三玻璃层；
所述第一玻璃层、第二玻璃层和第三玻璃层至少一层选自稀土玻璃；
所述稀土玻璃中的稀土选自Sm2O3、Er2O3或CeO2中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的激光阻挡玻璃，其特征在于，
所述第一玻璃层、第二玻璃层和第三玻璃均选自稀土玻璃。
3.根据权利要求2所述的激光阻挡玻璃，其特征在于，
所述第一玻璃层、第二玻璃层和第三玻璃层至少两层中的稀土各不相同。
4.根据权利要求1所述的激光阻挡玻璃，其特征在于，
所述第一玻璃层中的稀土为Sm2O3；
所述第二玻璃层中的稀土为Er2O3；
所述第三玻璃层中的稀土为CeO2。
5.根据权利要求4所述的激光阻挡玻璃，其特征在于，
所述第一玻璃层包括：
70～89wt％SiO2、5～11wt％B2O3、1～4wt％Al2O3、0～1wt％CaO、0～1wt％K2O、4～8wt％Na2O和1～10wt％Sm2O3；
所述第二玻璃层包括：
70～89wt％SiO2、5～11wt％B2O3、1～4wt％Al2O3、0～1wt％CaO、0～1wt％K2O、4～8wt％Na2O和1～10wt％Er2O3；
所述第三玻璃层包括：
70～89wt％SiO2、5～11wt％B2O3、1～4wt％Al2O3、0～1wt％CaO、0～1wt％K2O、4～8wt％Na2O和1～10wt％CeO2。
6.根据权利要求1～5中任一所述的激光阻挡玻璃，其特征在于，
所述第一玻璃层的厚度为1.5～3mm；
所述第二玻璃层的厚度为1.5～3mm；
所述第三玻璃层的厚度为1.5～3mm。
7.一种激光治疗仪手柄，包括权利要求1～5中任一所述的激光阻挡玻璃。
8.根据权利要求7所述的激光治疗仪手柄，其特征在于，所述激光阻挡玻璃位于所述手柄的外围。
9.一种激光治疗仪，包括权利要求8所述的激光治疗仪手柄。
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