CZ33100U1 - Kompaktní hlavice pro mikročipový laser - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká oblasti pevnolátkových laserů.

Dosavadní stav techniky

Laser je zdroj koherentního záření využívající jevu stimulované emise záření. Laser se skládá z aktivního prostředí, otevřeného rezonátoru a zdroje budící energie. Aktivním prostředím může být pevná látka, plyn, polovodič, kapalina nebo plazma. Otevřený rezonátor je tvořen alespoň dvěma zrcadly, z nichž jedno je zpravidla totálně odrazné pro generovanou vlnovou délku a druhé částečně propustné. Tímto zrcadlem je vyváděno generované záření mimo rezonátor. Buzení laseru je zajišťováno vnějším zdrojem světelné energie, elektrickým proudem, chemickými reakcemi atd.

V případě pevnolátkového laseru je buzení optické - nekoherentní (výbojkou) nebo koherentní (jiným laserem). V případě aplikací je záření pevnolátkového laseru vedeno optickým vláknem nebo artikulačním ramenem, které je těžké a složitě nastavitelné.

V každém případě je samotný laserový systém objemný. Pro usnadnění manipulace a úsporu místa například v ordinaci by bylo vhodné podstatně zmenšit rozměry tohoto laserového systému a zlepšit manipulační koncovku. Dosud používané lasery v medicíně jsou konstruovány tím způsobem, že laserový systém je umístěn zvlášť a záření je do koncovky navedeno vláknem nebo artikulačním ramenem. Zvláště artikulační rameno je pro obsluhu laseru velmi nepříjemné z důvodu váhy a obtížné ovladatelnosti. Pro nastavení takového laserového systému je nutné povolat laserového specialistu, který případně provede seřízení zrcadel optického rezonátoru a přesné navedení záření do vlákna nebo artikulačního ramene.

Dosud známé kompaktní laserové hlavice jsou konstruovány tak, že je do nich zavedeno optické vlákno přenášející nízkovýkonové záření. Uvnitř takové hlavice nelze umístit pevnolátkový laserový systém.

Úkolem technického řešení je vytvoření kompaktní hlavice pro mikročipový laser čerpaný pomocí laserové diody.

Podstata technického řešení

Kompaktní hlavice pro mikročipový laser podle technického řešení je tvořena kolimačním blokem se vstupem tvořeným konektorem pro vlákno, přenášejícím záření polovodičové diody na kolimační čočku a výstupem kolimovaného svazku dopadajícího na fokusační čočku v bloku fokusace, spojeného s kolimačním blokem objímkou, a dále na mikročipový laser v bloku krystalu ukončeném filtrem. Mikročipový laser je laserový krystal s napařenými zrcadly na jeho čelech.

Mikročipový laser je ve výhodném provedení složený mikročipový laser. Mikročipový laser je v dalším výhodném provedení složený z aktivního krystalu spojeného s krystalem pasivního spínače.

Materiál kompaktní hlavice pro mikročipový laser je s výhodou vybrán ze skupiny tvořené mědí, duralem, mosazí. Konektorem pro vlákno je výhodně SMA konektor.

- 1 CZ 33100 U1

Mikročipový laser je s výhodou upevněn krytkami, které jsou v nejvýhodnějším provedení rozebíratelně připojeny k bloku krystalu šrouby.

Výhodou zařízení podle technického řešení je, že jednotlivé části jsou kompaktně uspořádány v těle hlavice. Tím vzniká laserový handpiece tedy miniaturní laserová hlavice, která je úzká, dobře rukou uchopitelná a co nejlehčí, je s ní možno dobře manipulovat.

Uspořádání zařízení podle technického řešení je provedeno tak, že záření z vlákna je soustředěno na aktivní prostředí mikročipového laseru, to znamená, že místo pro čočky je vytvořeno tak, že čočky jsou zasunuty v definované vzdálenosti od sebe a nelze je zasunout jinak. Taktéž vzdálenost čoček od mikročipu je neměnná, je definována konstrukčně. Na výstupu koncovky je taktéž v definované vzdálenosti umístěn filtr zabraňující znečištění laserového systému ablatovanými částicemi. Odpadá seřizování systému, neboť je dané konstrukcí kompaktní hlavice pro mikročipový laser.

Objasnění výkresů

Uvedené technické řešení bude blíže objasněno na následujících vyobrazeních, kde obr. la znázorňuje vnější pohled na kompaktní hlavici pro mikročipový laser podle technického řešení z boku, obr. lb znázorňuje vnější pohled na kompaktní hlavici pro mikročipový laser podle technického řešení shora a obr. 2 znázorňuje schematické uspořádání jednotlivých elementů kompaktní hlavice pro mikročipový laser.

Příklady uskutečnění technického řešení

Příklad 1

Byla vyrobena kompaktní hlavice pro mikročipový laser podle technického řešení podle obr. 2, která byla tvořena kolimačním blokem 1, se vstupem tvořeným konektorem la pro vlákno, přenášejícím záření polovodičové diody na kolimační čočku lb a výstupem kolimovaného svazku dopadajícího na fokusační čočku 3a v bloku 3 fokusace. Blok 3 fokusace byl spojený s kolimačním blokem 1 objímkou 2. Fokusovaný svazek z fokusační čočky 3a dopadal na mikročipový laser 4a v bloku 4 krystalu. Generovaný laserový svazek dále procházel filtrem 4b. Kompaktní hlavice pro mikročipový laser byla vyrobena z mědi.

Příklad 2

Byla vyrobena kompaktní hlavice pro mikročipový laser jako v příkladu 1 s tím rozdílem, že mikročipovým laserem 4a byl složený mikročipový laser. Výhodou bylo lepší chlazení aktivní části krystalu mikročipového laseru 4a. Kompaktní hlavice pro mikročipový laser byla vyrobena z mosazi.

Příklad 3

Byla vyrobena kompaktní hlavice pro mikročipový laser jako v příkladu 1 stím rozdílem, že mikročipový laser 4a byl složený z aktivního krystalu spojeného s krystalem pasivního spínače, čímž byla umožněna generace kratších laserových impulsů v oblasti 10'⁹ s. Konektorem la pro vlákno byl SMA konektor. Mikročipový laser 4a byl upevněn krytkami 5a a 5b, připojenými k bloku 4 krystalu šrouby 5c, jak je znázorněno na obr. la a obr. lb. Těleso laserové koncovky bylo tvořeno kovovým válcem z duralu s kruhovým průřezem o průměru 20 mm a délkou 76 mm.

Všechna shora uvedená konstrukční řešení prokázala dobrou funkci laseru, přinejmenším

-2CZ 33100 U1 shodnou s dosud známými zařízeními, při zajištění dobré ovladatelnosti kompaktní hlavice pro mikročipový laser a při dodržení nízké hmotnosti.

Průmyslová využitelnost

Laserová koncovka podle technického řešení nalezne uplatnění zejména v lékařských, průmyslových a vědeckých aplikacích.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (7)

1. Kompaktní hlavice pro mikročipový laser vyznačující se tím, že obsahuje kolimačním blokem (1), se vstupem tvořeným konektorem (la) pro vlákno, přenášející záření polovodičové diody na kolimační čočku (lb) a výstupem kolimovaného svazku dopadajícího na fokusační čočku (3a) v bloku (3) fokusace, spojeným s kolimačním blokem (1) objímkou (2), a dále na mikročipový laser (4a) v bloku (4) krystalu ukončeném filtrem (4b).

2. Kompaktní hlavice pro mikročipový laser podle nároku 1, vyznačující se tím, že mikročipový laser (4a) je složený mikročipový laser.

3. Kompaktní hlavice pro mikročipový laser podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že mikročipový laser (4a) je složený z aktivního krystalu spojeného s krystalem pasivního spínače.

4. Kompaktní hlavice pro mikročipový laser podle nároků 1 až 3 vyznačující se tím, že její materiál je vybrán ze skupiny tvořené mědí, duralem, mosazí.

5. Kompaktní hlavice pro mikročipový laser podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že konektorem (la) pro vlákno je SMA konektor.

6. Kompaktní hlavice pro mikročipový laser podle nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že mikročipový laser (4a) je upevněn krytkami (5a) a (5b).

7. Kompaktní hlavice pro mikročipový laser podle nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že krytky (5a) a (5b) jsou rozebíratelně připojeny k bloku (4) krystalu šrouby (5c).