一种多波长激光治疗仪的制作方法

2021-01-08 12:01:25|

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本发明涉及激光治疗领域，具体而言属于一种激光治疗仪。

背景技术：

我国针灸历史源远流长，早在几千年前古代先民就开始使用针灸治病。20世纪60年代，mester提出弱激光具有生物刺激作用后，低强度激光的生物刺激效应逐渐被不断证实。当弱激光用于人体治疗时，对于不同病症使用的治疗波长往往不同；且不同波长联合作用往往具有单个激光波段不可比拟的治疗效果。

目前，弱激光在临床中的应用，根据激光波段的不同，共包括以下几种：(1)用于治疗溃烂创口，杀菌清创，采用300nm-450nm紫外光或蓝光；(2)用于光针灸，治疗各种适宜针灸治疗的疾病，如：面神经麻痹、心脑血管疾病等，采用600nm-700nm红光；(3)在促进伤口愈合、促进神经修复等，采用800nm-830nm近红外半导体激光；(4)用于治疗带状疱疹、肩周炎、各关节痛等疼痛疾病，采用900-1000nm近红外半导体激光，以照射病灶为主；(5)1400nm-1500nm半导体激光具有较强的组织吸收率,较高的切割效率,热量能集中在体积很小的组织内,迅速汽化分解组织,适用于微创手术。以往的激光治疗仪器输出波长单一，只能适用于某一类病症的治疗，在医院临床应用中，往往需要针对不同的病症，配置不同波段的激光治疗仪器。

专利cn205626738u公开了一种基于三波长激光器的半导体激光康复仪，采用两个等腰直角三棱镜胶合而成的合束镜，将三个不同波段的半导体激光器的出射光合为一束耦合进一根光纤，组成了一台具备多个波长组合的光纤输出激光器。在该技术中，三个半导体激光器在空间上分别形成一光路，再用合束镜合为一束使用单个光纤输出，一方面增加了光源系统的体积，更重要的是，使用合束技术后对光路设计、合束后光束质量、以及合束后光源系统封装的要求较高，因此合束技术面临解决的问题众多，在日常使用中存在着诸多不便。

技术实现要素：

针对现有技术的不足之处，本申请提出了一种多波长半导体激光治疗仪。

本发明的技术方案概述如下：

一种多波长激光治疗仪，包括半导体激光阵列、准直系统、多路光纤和多个光纤针头；半导体激光阵列包括多个出射光波长不同的半导体激光器，所述多个半导体激光器沿出射光垂直方向排列；所述准直系统包括多个第一快轴准直镜，一个第二快轴准直镜，一个慢轴准直镜；每个半导体激光器出射端分别设置有一个第一快轴准直镜，所述多个半导体激光器出射的激光在经过第一快轴准直镜后共用第二快轴准直镜再次进行快轴准直，并经过慢轴准直镜进行准直；所述多路光纤由多个光纤垂直于光出射方向从上到下排列而成；所述多个半导体激光器各自对应一路光纤和一个光纤针头，出射光被准直系统进行准直后分别进入多路光纤中的一个及其对应的光纤针头。

所述多波长激光治疗仪，包括多个驱动电路，每个驱动电路分别与所述多个出射光波长不同的半导体激光器连接，用于发射不同波长的激光。

所述多波长激光治疗仪，包括一个控制电路，控制电路与所述多个驱动电路连接，用于驱动一个或多个半导体激光器工作。

所述半导体激光器波长可以为300nm-450nm、600nm-700nm、800-830nm、900nm-1000nm、1400nm-1500nm。

所述第一快轴准直镜、第二快轴准直镜和慢轴准直镜均为柱面镜。

每个激光器的快轴发光区尺寸为1μm、慢轴发光区尺寸为50μm，各激光器之间间距为1000μm，快轴发散角小于40°、慢轴发散角小于10°。

第一快轴准直镜焦距为360μm，第二快轴准直镜焦距为650μm，慢轴准直镜焦距为10mm。

每个半导体激光器整形后的光斑快轴发散角为9.0mrad，光斑尺寸为1.67mm，慢轴尺寸为1.65mm，发散角为9.0mrad。

根据以上技术方案，本发明可实现以下技术效果：

(1)本发明设置了多个不同波长的半导体激光器，并对应提供了多路光纤，将多个不同波长的激光器各自耦合进入多路光纤中的一路，从而在每一路光纤出口得到不同波长的激光束，在治疗时针对不同病症使用不同的波长或者波长组合，以满足病症的治疗需求。

(2)本发明对应多个不同波长的半导体激光器设置了多路光纤，每一束光分别进入各自对应的光纤当中，避免了将多个光束合束进入同一光纤中。而现有技术当中通过各种各样的合束技术使得多个激光束进入单个光纤中，合束系统需要兼顾各光束准直、合束后光斑形状、功率密度分布、发散角以及便于耦合进入光纤等的需求，对合束系统的要求较为复杂，大大增加了光路设计的难度，增加了光路元件的使用，对光源系统的封装也提出了更高的要求。而本发明避免了合束系统的设置，使得光源系统结构简单、封装难度降低；同时，由于每个波长均有其对应的光纤输出，可以实现不同波长单路输出，避免了合束后多个波长光束相互之间干扰影响，保证了每个波长激光的光束质量，从而确保治疗效果。

(3)本发明对多个半导体激光器联合使用一套准直系统和多路光纤结构的组合，首先对每个不同波长的激光器进行快慢轴准直，然后激光束进入多路光纤中，每一个半导体激光器发出的光束分别对应进入一路光纤，实现了多路激光的统一整形、分束输出。避免了对每个半导体激光器单独使用一套快慢轴准直透镜，不仅降低了系统成本，而且大大减小了系统体积。

(4)本发明针对多个不同波长的半导体激光器提供了进行特定设计的准直系统，对半导体激光器出射光束进行整形，解决了半导体激光器由于其自身波导结构导致的快慢轴发散程度不同的问题，既可以满足多个光束输出，同时改善了光束质量。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种多波长激光治疗仪的主要光路图。其中1为半导体激光器，2为第一快轴准直镜，3为第二快轴准直镜，4为慢轴准直镜，5为多路光纤。

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。

如图1所示，一种多波长激光治疗仪，包括半导体激光阵列、准直系统、多路光纤5和多个光纤针头；半导体激光阵列包括多个出射光波长不同的半导体激光器1，半导体激光器1沿出射光垂直方向排列；所述准直系统包括多个第一快轴准直镜2，一个第二快轴准直镜3，一个慢轴准直镜4；每个半导体激光器1出射端分别设置有一个第一快轴准直镜2，多个半导体激光器出射的激光在经过第一快轴准直镜2后共用第二快轴准直镜3再次进行快轴准直，并经过慢轴准直镜4进行准直；多路光纤由多个光纤垂直于光出射方向从上到下排列而成；每个半导体激光器1各自对应一路光纤和一个光纤针头，出射光被准直系统进行准直后分别进入多路光纤中的一个及其对应的光纤针头。

其中，半导体激光阵列包括5个半导体激光器1，由于每个激光器波长不同，快慢轴出光参数也略有不同，不论哪个波段的激光器，选取每个激光器的快轴发光区尺寸为1μm、慢轴发光区尺寸为50μm，各激光器互相间距为1000μm，快轴发散角小于40°、慢轴发散角小于10°。使用焦距为360μm的第一快轴准直透镜2对各个半导体激光器1分别进行快轴准直，继续使用焦距为650μm的快轴准直镜3统一对各个半导体激光器1的光束进行快轴压缩，压缩后获得快轴发散角为9.0mrad，快轴方向光斑尺寸为1.67mm的多个半导体激光束；使用焦距为10mm的慢轴准直镜4对各个半导体激光束进行慢轴准直，准直后的光束慢轴尺寸为1.65mm，发散角为9.0mrad。上述第一快轴准直镜2、第二快轴准直镜3和慢轴准直镜4均为柱面镜。通过本发明设计的上述准直系统，可以对多个不同波长的半导体光束共用一套准直系统，统一进行快慢轴准直，改善光束发散角，使得出射光斑由椭圆形变为圆形、且光强分布均匀，并且在空间上对各个光束进一步压缩，方便下一步分别耦合进入多路光纤中各自对应的一个。即对多个不同波长半导体激光器实现了统一整形、分束输出。

另外，多波长激光治疗仪还包括多个驱动电路，每个驱动电路分别与多个出射光波长不同的半导体激光器连接，用于发射不同波长的激光。多波长激光治疗仪还包括一个控制电路，控制电路与多个驱动电路连接，用于驱动一个或多个半导体激光器工作。

根据具体治疗需求，半导体激光器波长可以为300nm-450nm、600nm-700nm、800-830nm、900nm-1000nm、1400nm-1500nm。

本发明可实现以下技术效果：

(1)设置了多个不同波长的半导体激光器，并对应提供了多路光纤，将多个不同波长的激光器各自耦合进入多路光纤中的一路，从而在每一路光纤出口得到不同波长的激光束，在治疗时针对不同病症使用不同的波长或者波长组合，以满足病症的治疗需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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