CN208093944U - 一种新型铒激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型铒激光器，包括光功率探头、45°反射镜、2940nm反射镜、第一聚光腔、第二聚光腔和全反射镜，第一聚光腔和第二聚光腔分别连接第一激光电源和第二激光电源，第一激光电源、第二激光电源和光功率探头均连接控制单元，第一聚光腔和第二聚光腔之间设置电光调Q单元，电光调Q单元包括第一电光Q开关、小孔光阑和第二电光Q开关，第一电光Q开关和第二电光Q开关分别连接第一Q开关驱动器和第二Q开关驱动器，第一Q开关驱动器和第二Q开关驱动器连接同步信号发生器。本实用新型采用多个电光Q开关同步工作，保证高激光功率情况下的可靠关断，采用多个聚光腔分时异步工作，提高出光频率。
Description
技术领域
本实用新型属于医疗设备领域，更具体的说，是涉及一种新型铒激光器。
背景技术
铒激光(Er:YAG)是一种波长为2940nm的固体脉冲激光，其波长恰好位于水的最高吸收峰值，是已知的激光里人体组织中水对光的吸收是最大的。相较传统的二氧化碳激光(10600微毫米)，铒激光被水的吸收力增加约10倍。因此，Er:YAG从理论上能非常理想地引起浅层组织的快速升温，在热损伤最小的情况下，精确的汽化组织，热损伤被限定在30-50vm范围内，在整形外科、牙科等领域应用广泛。
调Q技术的出现极大的扩展了激光技术，调Q技术可以将激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，从而使激光的峰值功率提高几个数量级。电光调Q是利用某些晶体的电光效应做成相应的电光调Q开关器件实现调Q功能，电光调Q具有开关时间短(约10-9s)、效率高、调Q时刻可以精确控制、输出脉冲宽度窄(10～20ns)、峰值功率高(几十MW以上)等优点，但调制电压高(几千伏)，不易实现高重复频率的激光脉冲输出，电光调Q激光器一般工作在低重复频率状态(100Hz以下)。
现有2940nm铒激光器，其峰值功率通常小于100W，脉宽1～200us，重复频率2000Hz。而目前，皮肤科、牙科的临床需求为峰值功率>300kW，脉宽<150ns，重复频率>50Hz。
采用单一铌酸锂电光调Q晶体，仅能实现10Hz的重复频率。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供了一种新型铒激光器，采用电光调Q方式，采用多个电光Q开关同步工作，保证高激光功率情况下的可靠关断，采用多个聚光腔分时异步工作，提高出光频率，使该铒激光的峰值功率>300kW，脉宽<150ns，重复频率>50Hz。利用光功率探头实时监测出光功率，实现出光功率的闭环控制。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
一种新型铒激光器，包括沿水平同轴光路由左至右依次设置的光功率探头、45°反射镜、2940nm反射镜、第一聚光腔、第二聚光腔和全反射镜，所述第一聚光腔和第二聚光腔分别连接有第一激光电源和第二激光电源，所述第一激光电源、第二激光电源和光功率探头均连接控制单元，所述45°反射镜后侧设置有光输出透镜组，所述第一聚光腔和第二聚光腔之间设置有电光调Q单元，所述电光调Q单元包括沿水平同轴光路由左至右依次设置的第一电光Q开关、小孔光阑和第二电光Q开关，所述第一电光Q开关和第二电光Q开关分别连接有第一Q开关驱动器和第二Q开关驱动器，所述第一Q开关驱动器和第二Q开关驱动器均连接同步信号发生器，所述同步信号发生器与控制单元连接。
所述第一电光Q开关沿光路至少设置一个，且每个第一电光Q开关均连接有第一Q开关驱动器。
所述第二电光Q开关沿光路至少设置一个，且每个第二电光Q开关均连接有第二Q开关驱动器。
所述控制单元采用一台具有I/O接口的计算机，用于实现控制信号的采集，第一激光电源、第二激光电源、同步信号发生器的控制。
所述第一聚光腔、第二聚光腔、第一激光电源、第二激光电源、全反射镜构成2940nm激光输出单元，用于生成2940nm激光，所述第一聚光腔和第二聚光腔分时异步工作。
所述电光调Q单元用于将激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，提高激光的峰值功率。
所述光功率探头和45°反射镜构成功率检测单元，用于激光器的实时控制。
与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：
本实用新型结构简单，在原有2940nm激光器结构的基础上，采用多个第一电光Q开关和第二电光Q开关同步工作，实现电光调Q，保证高激光功率情况下的可靠关断。此外，采用第一个聚光腔和第二聚光腔分时异步工作，提高出光频率。通过功率检测单元，实现激光器出光功率的实时检测，以及出光功率的闭环控制。
附图说明
图1是本实用新型新型铒激光器的原理框图；
图2是本实用新型新型铒激光器的控制流程图。
附图标记:1-光功率探头；2-光输出透镜组；3-45°反射镜；4-2940nm反射镜；5-第一聚光腔；6-第一激光电源；7-第一电光Q开关；8-第一Q开关驱动器；9-同步信号发生器；10-小孔光阑；11-全反射镜；12-控制单元；13-第二聚光腔；14-第二激光电源；15-第二电光Q开关；16-第二Q开关驱动器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
如图1所示，本实用新型的新型铒激光器，包括沿水平同轴光路由左至右依次设置的光功率探头1、45°反射镜3、2940nm反射镜4、第一聚光腔5、第二聚光腔13和全反射镜11，所述45°反射镜3后侧设置有光输出透镜组2，所述光功率探头1和光输出透镜组2的轴向相互垂直，所述第一聚光腔5通过导线连接有第一激光电源6，所述第二聚光腔13通过导线连接有第二激光电源14，所述第一激光电源6、第二激光电源14和光功率探头1均通过导线连接控制单元12。
所述第一聚光腔5和第二聚光腔13之间设置有电光调Q单元，所述电光调Q单元包括沿水平同轴光路由左至右依次设置的第一电光Q开关7、小孔光阑10和第二电光Q开关15。所述第一电光Q开关7通过导线连接有第一Q开关驱动器8，所述第二电光Q开关15通过导线连接有第二Q开关驱动器16，所述第一Q开关驱动器8和第二Q开关驱动器16均通过导线连接同步信号发生器9，所述同步信号发生器9通过导线与控制单元12连接。
优选的，所述第一电光Q开关7的数量由输出需求决定，沿光路至少设置一个，且每个第一电光Q开关7均连接有第一Q开关驱动器8，即第一电光Q开关7和第一Q开关驱动器8数量相等，一一对应，最终所有的第一Q开关驱动器8均连接至同步信号发生器9。所述第二电光Q开关15的数量由输出需求决定，沿光路至少设置一个，且每个第二电光Q开关15均连接有第二Q开关驱动器16，即第二电光Q开关15和第二Q开关驱动器16数量相等，一一对应，最终所有的第二Q开关驱动器16均连接至同步信号发生器9。
所述控制单元12采用一台具有相应I/O接口的计算机，用于实现控制信号的采集，第一激光电源6、第二激光电源1、同步信号发生器9的控制。所述第一聚光腔5、第二聚光腔13、第一激光电源6、第二激光电源14、全反射镜11构成2940nm激光输出单元，用于生成2940nm激光，所述第一聚光腔5和第二聚光腔13分时异步工作，提高出光频率。所述电光调Q单元用于将激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，从而大幅度提高激光的峰值功率；如图2所示，控制单元12通过控制同步信号发生器9进而控制第一Q开关驱动器8和第二Q开关驱动器16，进而实现多个电光Q开光同步工作，实现电光调Q，保证高激光功率情况下的可靠关断。所述光功率探头1和45°反射镜3构成功率检测单元，所述45°反射镜的反射率R＝95％，激光器输出的激光，会有5％通过45°反射镜3进入光功率探头1，功率反馈至控制单元12，控制单元12通过控制第一激光电源6和第二激光电源14从而实现输出功率的调节，进而实现激光器输出的实时监控，用于激光器的实时控制，45°反射镜3也可采用其它分光结构。
尽管上面结合附图对本实用新型的功能及工作过程进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
Claims (7)
1.一种新型铒激光器，包括沿水平同轴光路由左至右依次设置的光功率探头(1)、45°反射镜(3)、2940nm反射镜(4)、第一聚光腔(5)、第二聚光腔(13)和全反射镜(11)，所述第一聚光腔(5)和第二聚光腔(13)分别连接有第一激光电源(6)和第二激光电源(14)，所述第一激光电源(6)、第二激光电源(14)和光功率探头(1)均连接控制单元(12)，所述45°反射镜(3)后侧设置有光输出透镜组(2)，其特征在于，所述第一聚光腔(5)和第二聚光腔(13)之间设置有电光调Q单元，所述电光调Q单元包括沿水平同轴光路由左至右依次设置的第一电光Q开关(7)、小孔光阑(10)和第二电光Q开关(15)，所述第一电光Q开关(7)和第二电光Q开关(15)分别连接有第一Q开关驱动器(8)和第二Q开关驱动器(16)，所述第一Q开关驱动器(8)和第二Q开关驱动器(16)均连接同步信号发生器(9)，所述同步信号发生器(9)与控制单元(12)连接。
2.根据权利要求1所述的新型铒激光器，其特征在于，所述第一电光Q开关(7)沿光路至少设置一个，且每个第一电光Q开关(7)均连接有第一Q开关驱动器(8)。
3.根据权利要求1所述的新型铒激光器，其特征在于，所述第二电光Q开关(15)沿光路至少设置一个，且每个第二电光Q开关(15)均连接有第二Q开关驱动器(16)。
4.根据权利要求1所述的新型铒激光器，其特征在于，所述控制单元(12)采用一台具有I/O接口的计算机，用于实现控制信号的采集，第一激光电源(6)、第二激光电源(14)、同步信号发生器(9)的控制。
5.根据权利要求1所述的新型铒激光器，其特征在于，所述第一聚光腔(5)、第二聚光腔(13)、第一激光电源(6)、第二激光电源(14)、全反射镜(11)构成2940nm激光输出单元，用于生成2940nm激光，所述第一聚光腔(5)和第二聚光腔(13)分时异步工作。
6.根据权利要求1所述的新型铒激光器，其特征在于，所述电光调Q单元用于将激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，提高激光的峰值功率。
7.根据权利要求1所述的新型铒激光器，其特征在于，所述光功率探头(1)和45°反射镜(3)构成功率检测单元，用于激光器的实时控制。
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| CN201820236919.4U CN208093944U (zh) | 2018-02-10 | 2018-02-10 | 一种新型铒激光器 |
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| CN201820236919.4U CN208093944U (zh) | 2018-02-10 | 2018-02-10 | 一种新型铒激光器 |
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| CN201820236919.4U Active CN208093944U (zh) | 2018-02-10 | 2018-02-10 | 一种新型铒激光器 |
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| CN (1) | CN208093944U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108233164A (zh) * | 2018-02-10 | 2018-06-29 | 中国医学科学院生物医学工程研究所 | 一种新型铒激光器 |
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2018
- 2018-02-10 CN CN201820236919.4U patent/CN208093944U/zh active Active
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