CN205429414U - 激光器和激光治疗仪 - Google Patents

Abstract

一种激光器和激光治疗仪，其中激光器包括：工作物质，用于实现粒子数反转，产生光线；谐振腔，用于使工作物质产生的光线来回反射而提供光能反馈；气体激励源，用于为工作物质形成粒子数反转提供能量来源；外触发电极以及与外触发电极相连的外触发电源，外触发电源用于向外触发电极提供外触发电压，在气体激励源内形成电场以使气体激励源的气体电离。本实用新型通过外触发电源向与外触发电源相连的外触发电极提供外触发电压，在气体激励源中形成电场，以使气体激励源内的气体电离，有利于使气体激励源内的气体形成弧光放电，避免多次向气体激励源加载高压，降低了激光器电压的负荷，延长了激光器电源的寿命，延长了激光器的寿命。

Description

激光器和激光治疗仪

技术领域

本实用新型涉及激光医疗设备，特别涉及一种激光器和激光治疗仪。

背景技术

激光是20世纪人类伟大发明之一，并且广泛应用在很多领域。低强度激光照射治疗的临床价值国内外已经肯定。主要应用在治疗脑部疾病、心血管疾病、糖尿病、恶性肿瘤、白血病、精神科疾病、银屑病、鼻炎等症。根据健康医学发现，低强度激光在心脑血管病发病前期预防及发病后的恢复期都具有较好的疗效，对于健康及抑制人体衰老具有一定的作用。此外，激光技术还在生化检验、血液分析等方面有广泛的应用，大功率激光器还可以用于外科手术。

钬激光治疗仪是一种新型的激光医疗设备，主要应用于人体内结石的粉碎和各种组织的切割、汽化治疗。

在实际工作中，一般由大功率开关电源给氙灯脉冲式供电，氙灯脉冲式发光，激发钬晶体形成脉冲激光。它通过发出瞬间的大功率(超过10千瓦)，使组织中固有的水分(或其他可汽化的物质)快速汽化形成等离子体，然后急剧膨胀形成爆破，继之又坍塌形成空化效应，产生强力冲击波，把组织或结石撕开，形成对组织的切割或对结石的破碎效果。

钬激光器产生的高能量的脉冲激光是需要通过光纤传递出来，光纤再通过内窥镜进入人体，才能把激光器的能量传入需要用激光治疗的部位，利用它高能、准直、作用时间短以及热影响区小等特点，为患者进行有效和安全的治疗。

但是现有技术中的钬激光治疗仪电源的使用寿命较短，容易损坏。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是提供一种激光器和激光治疗仪，以延长电源的使用寿命。

为解决上述问题，本实用新型提供一种激光器，包括：

工作物质，用于实现粒子数反转，产生光线；

谐振腔，用于使所述工作物质产生的光线来回反射而提供光能反馈；

气体激励源，用于为所述工作物质形成粒子数反转提供能量来源；

外触发电极以及与所述外触发电极相连的外触发电源，所述外触发电源用于向所述外触发电极提供外触发电压，在所述气体激励源内形成电场以使所述气体激励源的气体电离。

可选的，所述激光器还包括金属外壳，所述金属外壳为所述外触发电极，与所述外触发电源相连。

可选的，所述金属外壳为六面体空腔，所述金属外壳的每一面均为金属，所述外触发电源与所述金属外壳的一面相连。

可选的，所述外触发电压大于10000V。

可选的，所述激光器还包括供电电源，用于向所述气体激励源提供电能；所述供电电源在所述气体激励源的气体电离后向所述气体激励源提供持续电能；所述外触发电源在所述供电电源向所述气体激励源提供电能后停止向所述外触发电极提供所述外触发电压。

可选的，所述气体激励源还包括内触发电极，所述供电电源与所述内触发电极相连，还用于向所述内触发电极提供内触发电压以使所述气体激励源的气体电离。

可选的，所述内触发电压大于10000V。

可选的，所述气体激励源包括氙灯，所述氙灯的灯丝为内触发电极。

可选的，所述外触发电源向所述外触发电极提供外触发电压，同时所述供电电源向所述内触发电极提供所述内触发电压。

可选的，所述气体激励源包括氙灯。

可选的，所述激光器为钬激光器，所述工作物质为钬激光晶体。

相应的，本实用新型还提供一种激光治疗仪，所述激光治疗仪包括本实用新型所提供的激光器。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：

本实用新型通过外触发电源向所述外触发电极提供外触发电压。外出发电极在所述气体激励源内形成电场，以促使气体激励源内的气体电离。气体激励源内气体成功电离，有利于形成弧光放电。气体激励源的成功电离，能够避免多次向所述气体激励源加载高压，降低了所述激光器电源的负荷，从而能够延长所述激光器电源的寿命。

附图说明

图1是一种钬激光器的结构示意图；

图2是本实用新型激光器一实施例的结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术中的钬激光治疗仪存在电源使用寿命过短的问题。现结合激光治疗仪的结构分析其电源受损问题的原因：

激光治疗仪中最核心的部件为激光器，激光器也是激光治疗仪电源最主要的供电对象，对激光治疗仪电源的使用寿命有很大的影响。

参考图1，示出了一种钬激光器的结构示意图。

所述钬激光器主要包括三个部分：钬激光晶体11、氙灯激励源12以及谐振腔13。激光治疗仪的电源14主要对氙灯激励源12进行供电，使其中的惰性气体氙气放电而发光从而使钬激光晶体11实现粒子数反转获得激光。

当钬激光器启动时首先需要点亮氙灯。氙灯点亮的过程中需要在所述氙灯两端施加高压，以在氙灯内形成强电场，使氙气在强电场内电离击穿，之后再过渡到弧光放电。

当钬激光器使用一段时间后，由于氧化作用以及使用过程中所产生的热量会使氙灯激励源12中的氙气不易电离，也就是说氙灯激励源12不易被点亮。为了启动钬激光器，电源14需要反复对所述氙灯激励源12两端施加高压，由此增加了所述电源14的负荷，使所述电源14受损，缩短了激光治疗仪电压14的寿命。

为解决所述技术问题，本实用新型提供一种激光治疗仪，包括：

工作物质，用于实现粒子数反转，产生光线；谐振腔，用于使所述工作物质产生的光线来回反射而提供光能反馈；气体激励源，用于为所述工作物质形成粒子数反转提供能量来源；外触发电极以及与所述外触发电极相连的外触发电源，所述外触发电源用于向所述外触发电极提供外触发电压，在所述气体激励源内形成电场以使所述气体激励源的气体电离。

本实用新型通过外触发电源向与所述外触发电源相连的外触发电极提供外触发电压，在气体激励源中形成电场，以使所述气体激励源内的气体电离，有利于使所述气体激励源内的气体形成弧光放电，避免多次向所述气体激励源加载高压，降低了所述激光器电压的负荷，延长了所述激光器电源的寿命，延长了激光器的寿命。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

参考图2，示出了本实用新型激光器一实施例的结构示意图。

如图2所示，所述激光器包括：

工作物质100，用于实现粒子数反转，产生光线。

激光的产生必须选择合适的工作物质100，工作物质100可以是气体、液体或者固体。在工作物质100中可以实现粒子数反转，以形成获得激光的必要条件。

本实施例中，所述激光器为钬激光器。所述激光器所产生的激光为钬激光。具体的，钬激光是以钇铝石榴石(YAG)为激活媒质，掺敏化离子铬(Cr)、传能离子铥(Tm)、激活离子钬(Ho)的激光晶体(Cr:Tm:Ho:YAG)制成的脉冲固体激光装置产生的新型激光。因此所述工作物质100为钬激光晶体。

谐振腔，用于使所述工作物质100产生的光线来回反射而提供光能反馈。

所述工作物质100实现了粒子数反转后，就能产生光子实现光能放大的作用。而谐振腔的作用是选择频率一定、方向一致的光子最优先放大，而把其他频率和方向的光子加以抑制。

具体的，所述谐振腔包括与所述工作物质100轴线垂直的平面镜或凹面镜构成。本实施例中，所述谐振腔由反射镜201和半透半反镜202构成，所述反射镜201和所述半透半反镜202均为平面镜，且垂直所述工作物质100的轴线设置。在谐振腔内传播的光子在反射镜201处发生反射，在半透半反镜202处部分发生反射部分投射。由于所述反射镜201和所述半透半反镜202均垂直所述工作物质100的轴线设置，因此在谐振腔中，仅有沿轴线运动的部分光子能够在所述谐振腔内做往复运动形成振荡，与所述工作物质100多次接触，诱发所述工作物质100发生受激辐射，实现放大；而不沿所述工作物质100的轴线运动的光子在所述反射镜201和所述半透半反镜202处发生多次反射后逸出谐振腔，不再与所述工作物质100接触。因此沿所述工作物质100轴线运动的光子不断增益，在谐振腔内形成传播方向一致，频率和相位相同的光束，即激光，从所述半透半反镜202出射。

需要说明的是，采用平面镜构成谐振腔的做法仅为一示例，本实用新型其他实施例中，还可以采用其他形状的透镜或反射镜形成谐振腔。具体的，谐振腔可以分为：平行平面腔，平凹腔，对称凹面腔，凸面腔等多种。

气体激励源300，用于为所述工作物质100形成粒子数反转提供能量来源。

为了使所述工作物质100实现并维持粒子数反转的状态，必须采用一定的激励方式和激励装置，使所述工作物质的原子从低能态抽运至高能态，所述气体激励源300能够发光，通过辐照向所述工作物质100提供能量，实现并维持粒子数反转的状态。

本实施例中，所述气体激励源300为氙灯。具体的，氙灯是利用氙气放电发光而形成光源。因此，所述气体激励源300包括灯管以及位于灯管两端的灯丝。灯管内充有氙气，通过向在灯丝间加载高压击穿氙气而时而使氙气在灯丝间形成电弧放电以实现发光。

需要说明的是，为了使气体激励源300所产生的光线最大程度的照射到所述工作物质100上以提高对气体激励源300所产生光线的利用率，降低所述激光器的能耗，本实施例中，所述激光器还包括聚光镜301。所述聚光镜301呈圆筒状，所述气体激励源300和所述工作物质100均位于所述聚光镜301的内部。所述聚光镜301使所述气体激励源300所产生的光线汇聚，并投射至所述工作物质100上。

要实现所述气体激励源300的放电发光，首先需要使所述气体激励源300内的气体实现电离，因此需要在所述气体激励源300两端加载高压。但是当所述气体激励源300使用一段时间后，由于氧化作用以及使用过程中所产生的热量，会使所述气体激励源300内的气体不易电离。

所述激光器还包括外触发电极以及与所述外触发电极相连的外触发电源420，所述外触发电源420用于向所述外触发电极提供外触发电压，在所述气体激励源内形成电场以使所述气体激励源的气体电离。

本实施例中，所述激光器还包括金属外壳410，所述金属外壳410为所述外触发电极，与所述外触发电源420相连。具体的，所述金属外壳410为六面体空腔，所述金属外壳410的每一面均为金属，所述外触发电源420与所述金属外壳410的任意一面相连。

本实施例中，所述外触发电压420向所述金属外壳410加载外触发电压，使所述金属外壳410位于第一电位。所述气体激励源300为氙灯，所述氙灯内设置有灯丝，位于第一电位的金属外壳410与所述氙灯的灯丝间形成电场，所述氙灯内的氙气在金属外壳410与灯丝间的电场内电离。

具体的，所述外触发电压大于10KV。因此所述金属外壳410与所述氙灯灯丝间形成强电场，氙灯内的氙气在所述强电场内电离，有利于形成电弧放电以实现发光。本实施例中，所述外触发电压在16KV左右。

根据气体放电原理，所述气体激励源300内的气体在电场中被击穿形成电弧放电发光。在弧光放电在发光的同时也对气体有加热作用，从而有利于所述气体激励源300内的气体电离。

而且当所述气体激励源300内的气体被电离后，所述气体激励源300内的气体会形成等离子，因此其击穿电压会进一步降低。所以当所述气体激励源300内的气体被电离后，仅需维持供电，即可维持所述气体激励源300的发光。所以本实施例中，在启动所述激光器时开始输出所述外触发电压，在所述气体激励源300内被点亮后停止输出。

需要说明的是，本实施例中，采用所述金属外壳410作为外触发电极的做法仅为一示例，本实用新型其他实施例中，还可以采用缠绕于所述气体激励源外的导线作为外触发电极等其他形式。

所以继续参考图2，所述激光器还包括供电电源500，用于向所述气体激励源300提供电能。

具体的，所述供电电源500在所述气体激励源300内的气体电离后向所述气体激励源300提供持续电能，所述外触发电压420在所述供电电源500向所述气体激励源300提供电能后停止向所述外触发电极提供所述外触发电压。

本实施例中，所述气体激励源300为氙灯，当所述氙灯内的气体电离后，氙灯内会形成导通电流。因此当所述氙灯被点亮，氙灯内形成导通电流后，所述外触发电压420停止向所述金属外壳410提供所述外触发电压。

此外，所述气体激励源300还包括内触发电极，所述供电电源500与所述内触发电极相连，还用于向所述内触发电极提供内触发电压以使所述气体激励源的气体电离。具体的，所述内触发电压大于10KV，本实施例中，所述内触发电压约为16KV。

具体的，所述气体激励源300为氙灯，所述氙灯内设置有灯丝501，所述氙灯的灯丝501为内触发电极。所述供电电源500与所述氙灯的灯丝501相连，当所述氙灯内的气体被电离时，位于氙灯两端的灯丝501间会形成导通电流，供电电源500通过所述氙灯的灯丝501向所述氙灯供电。

需要说明的是，为了提高对所述氙灯触发的成功率，避免多次反复对所述氙灯加载高压而造成电源负荷过大，本实施例中，所述外触发电源420向所述外触发电极提供外触发电压的同时，所述供电电源500向所述内触发电极提供所述内触发电压。也就是说，所述外触发电源420与所述供电电源同时分别所述金属外壳410和所述氙灯的灯丝加载外触发电压和内触发电压，通过外触发和内触发同时进行，以提高点亮氙灯的成功率，降低所述供电电源500和所述外触发电压420的负荷，延长所述激光器的寿命。

但是采用内触发和外触发同时进行的做法仅为一示例，本实用新型其他实施例中，可以采用在内触发失败的情况下，外触发电源再向所述外触发电极提供外触发电压，以降低所述激光器的能耗。也就是说，在启动所述激光器时，供电电源率先向所述气体激励源提供内触发电压，试图使所述气体激励源内的气体电离产生弧光放电。当所述气体激励源被成功电离形成弧光放电时，外触发电源不向所述外触发电极提供外触发电压；当所述气体激励源未被电离，所述气体激励源未产生弧光放电时，所述外触发电源向所述外触发电极提供外触发电压，以使所述气体激励源的气体电离。

相应的，本实用新型还提供一种激光治疗仪，所述激光治疗仪包括本实用新型所提供的激光器。

所述激光治疗仪包括本实用新型所提供的激光器，具体方案参考前述激光治疗仪的实施例，本实用新型在此不再赘述。

具体的，所述激光器可以为钬激光器，所述激光治疗仪可以为钬激光治疗仪，可以用于泌尿外科、五官科、皮肤科以及妇科等多种科室的手术。

综上，本实用新型通过外触发电源向与所述外触发电源相连的外触发电极提供外触发电压，在气体激励源中形成电场，以使所述气体激励源内的气体电离，有利于使所述气体激励源内的气体形成弧光放电，避免多次向所述气体激励源加载高压，降低了所述激光器电压的负荷，延长了所述激光器电源的寿命，延长了激光器的寿命。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种激光器，其特征在于，包括：

工作物质，用于实现粒子数反转，产生光线；

谐振腔，用于使所述工作物质产生的光线来回反射而提供光能反馈；

气体激励源，用于为所述工作物质形成粒子数反转提供能量来源；

外触发电极，用于在所述气体激励源内形成电场以使气体激励源内的气体电离；

外触发电源，与所述外触发电极相连，用于向所述外触发电极提供外触发电压以在气体激励源内形成电场。

2.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述激光器包括金属外壳，所述金属外壳为所述外触发电极，与所述外触发电源相连。

3.如权利要求2所述的激光器，其特征在于，所述金属外壳为六面体空腔，所述金属外壳的每一面均为金属，所述外触发电源与所述金属外壳的一面相连。

4.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述外触发电压大于10KV。

5.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述激光器还包括供电电源，用于向所述气体激励源提供电能；所述供电电源在所述气体激励源的气体电离后向所述气体激励源提供持续电能；

所述外触发电源在所述供电电源向所述气体激励源提供电能后停止向所述外触发电极提供所述外触发电压。

6.如权利要求5所述的激光器，其特征在于，所述气体激励源还包括内触发电极，所述供电电源与所述内触发电极相连，还用于向所述内触发电极提供内触发电压以使所述气体激励源的气体电离。

7.如权利要求6所述的激光器，其特征在于，所述内触发电压大于10KV。

8.如权利要求6所述的激光器，其特征在于，所述气体激励源包括氙灯，所述氙灯的灯丝为内触发电极。

9.如权利要求6所述的激光器，其特征在于，所述外触发电源向所述外触发电极提供外触发电压，同时所述供电电源向所述内触发电极提供所述内触发电压。

10.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述气体激励源包括氙灯。

11.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述激光器为钬激光器，所述工作物质为钬激光晶体。

12.一种激光治疗仪，其特征在于，所述激光治疗仪包括如权利要求1至权利要求11中任一项权利要求所述的激光器。